Zautomatyzowane usuwanie włókien azbestowych z budynków
Stały i wieloaspektowy rozwój społeczeństwa sprawił, że prawie wszystkie sektory przemysłu nieustannie się zmieniają. W większości sektorów oznacza to wprowadzenie większej automatyzacji. W większości, ale nie we wszystkich. Jednym z nieugiętych sektorów, który pozostał w dużej mierze wierny swoim sprawdzonym metodom, jest sektor budowlany. Przez ostatnie 200 lat te same powtarzalne, standardowe i wymagające fizycznie prace budowlane są wykonywane przez pracowników ich własnymi rękami. Może się to jednak wkrótce zmienić, ponieważ pojawiają się głosy zachęcające sektor do wdrożenia automatyzacji. Grupa entuzjastów tego pomysłu postanowiła nawiązać współpracę w ramach projektu Bots2ReC (Robots to Re-Construction). Idea przyświecająca Bots2ReC jest prosta: wykonywanie niektórych zadań jest po prostu zbyt niebezpieczne dla ludzi, a maszyny mogłyby ich w łatwy sposób wyręczyć. „Oprócz ekspozycji, niektóre procesy i materiały w nich przetwarzane stwarzają zagrożenie dla zdrowia w postaci pyłu, wibracji, hałasu lub substancji toksycznych. To właśnie automatyzacja tych procesów może przynieść ogromne korzyści, a także ma duży potencjał, by zapewnić trwałą poprawę społeczno-ekologiczną”, mówi Tobias Haschke, koordynator projektu z ramienia Uniwersytetu RWTH w Aachen.
Dostosowane do potrzeb sektora budowlanego
Aby umożliwić taką automatyzację, konsorcjum projektowe musiało najpierw pokonać bariery związane z charakterem branży budowlanej. Większość gałęzi przemysłu prowadzi produkcję w określonym środowisku, natomiast przemysł budowlany od zawsze musiał radzić sobie ze stale zmieniającym się środowiskiem, w którym obowiązują różne zasady i procedury. Jak wyjaśnia Haschke: „Kluczem do sukcesu jest techniczna kontrola nad tą ciągłą zmianą”. Ostatnie osiągnięcia w dziedzinie informatyki, systemów pamięci masowej i czujników były głównymi czynnikami napędzającymi Bots2ReC. Umożliwiły one wprowadzenie półautonomicznych rozwiązań poprzez mobilną obsługę złożoności środowiska. W ciągu 3 lat zespół projektu opracował robotyczny system do usuwania azbestu na placach budowy. „Robot zajmuje się usuwaniem azbestu kompleksowo, a nie kawałek po kawałku. Dzięki wykorzystaniu sztucznej inteligencji jest również dostosowany do pracy w rzeczywistych warunkach”, wyjaśnia Haschke. „Sztuczna inteligencja łączy lekki format danych dostosowany do potrzeb reprezentacji środowiska naturalnego ze złożonym modułem planowania. Dzięki temu system może być skalowany ze względu na wielkość floty i automatycznie dostosowywać się do planów pięter”. Większość badań Bots2ReC przeprowadzono z użyciem tarczy szlifierskiej, aby odzwierciedlić rzeczywisty proces usuwania azbestu. Pomogło to zespołowi zrozumieć, a następnie kontrolować złożone mechanizmy takiej interakcji. Ponadto system został zbadany pod kątem przydatności do stosowania w zwykłych budynkach mieszkalnych i przetestowany dla różnych ułożeń pomieszczeń i pięter. Wyniki projektu są obiecujące, a podstawowa dostępność dochodzi do prawie 90 % powierzchni ścian lokalu mieszkalnego. Bezpośrednie porównanie wydajności systemu z pracami wykonywanymi ręcznie zostanie opracowane w ramach dalszych działań związanych z projektem.
Największe osiągnięcie
„Dla mnie naszym największym osiągnięciem jest sam robot. Jego konstrukcja i sposób działania są dostosowane do wymagań branży budowlanej i został zaprojektowany w unikalny sposób. Przekłada się to na możliwości pracy przy stropach o wysokości 3 m, przy jednoczesnym połączeniu z obciążeniem użytecznym ramienia wynoszącym 20 kg i ciągłym zasilaniem za pośrednictwem mobilnego, wielokierunkowego systemu tandemowego”, wyjaśnia Haschke. Projekt ten wzbudził już zainteresowanie w branży budowlanej, zarówno ze względu na kompletny system robotyczny, jak i jego elementy. Chociaż prace nad projektem Bots2ReC zakończono w listopadzie 2019 roku, zespół od tego czasu zajmował się dopracowywaniem procesów szlifowania, planowania logiki i technologii radarowej. Istnieje już na nie zapotrzebowanie i powinny zostać wprowadzone na rynek w ciągu najbliższych 2 lat. „Jesteśmy szczególnie dumni z produktów, które były dopracowywane poza głównym projektem i są już dostępne na rynku. Są to dwa mobilne roboty produkowane przez Robotnik Automation SLL oraz różne ulepszone czujniki radarowe dystrybuowane przez firmę indurad GmbH”, kontynuuje Haschke. Dzięki oczyszczeniu środowiska pracy z azbestu, technologie opracowane w ramach projektu Bots2ReC są w stanie zmniejszyć przyszłe obciążenie zdrowotne pracowników. Nie ulega wątpliwości, że koszt technologii będzie równoważony z jej dużymi korzyściami społecznymi i efektywnością ekonomiczną. Opracowane przez zespół projektu technologie mogą zostać przystosowane do usuwania innych szkodliwych substancji, takich jak farba ołowiowa.
Słowa kluczowe
Bots2ReC, usuwanie azbestu, robot, budowa, sztuczna inteligencja