Роботы помогают раздвинуть границы строительных технологий

С момента основания в 2010 году компания IndexLab поставила перед собой задачу дать импульс строительной отрасли к переходу в новую эру методов строительства. Услышав о новых строительных подходах, многие думают о 3D-печати, но IndexLab мыслит еще более нестандартно.

Исследовательская лаборатория IndexLab, базирующаяся в Италии при Миланском политехническом университете, использует искусство, чтобы раздвинуть границы строительных технологий. Она создает скульптуры произвольной формы, сложные конструкции, фасады и художественные инсталляции с использованием новых инструментов и процессов.

Этот акцент на искусстве – основа всей философии IndexLab в области проектирования для строительной отрасли. «Строительство и искусство будут все больше и больше переплетаться друг с другом, а связывать их будет эстетика. В первую очередь здание должно быть красивым, а затем нужно найти способ его постройки в соответствии с принципами устойчивого развития. Это всегда вопрос поиска баланса между подходами к проектированию “сверху вниз” и “снизу вверх”», – рассказывает основатель IndexLab Пьерпаоло Руттико (Pierpaolo Ruttico).

Такое отношение требует готовности выйти за рамки традиционных методов строительства. Среди методов, которые изучает IndexLab, быстрая формовка деталей из полистерола, которые могут использоваться для массового производства индивидуальных элементов.

Большую роль в этом играют роботы ABB, которые используются для создания форм. При проектировании сложных геометрических форм архитекторы используют алгоритмический подход, а затем проект переводят в команды для роботов.

Для IndexLab ключевыми преимуществами использования роботов ABB и алгоритмического программирования являются гибкость и адаптируемость. Они позволяют лаборатории реализовать свои амбиции по тестированию решений и созданию структур с неравномерно распределенной массой. Очень ценной также оказалась техническая поддержка ABB, поскольку она помогла компании максимально эффективно применить роботов и использовать их возможности для проверки принципиально новых технологий.

Полученные решения используются для демонстрации строителям автоматизированных методов строительства, а также для обучения следующего поколения архитекторов, инженеров и строителей тому, чего можно достичь в проектировании, если объединить роботов и программное обеспечение.

«В основе нашей работы – полистирол, мы объединяем нарезку горячей проволокой пеноматериалов и термоформование, что позволяет вырезать сложные формы, а затем собирать их очень быстро, не создавая отходов, – отмечает основатель IndexLab Пьерпаоло Руттико. – Роботизированная резка горячей проволокой и термоформование — это процесс, который намного быстрее, чем фрезерование, напыление и полировка. Он также намного более экологичен. Благодаря этому методу и роботу можно управлять изменениями элементов непрерывно и систематическим образом и достигать экономически эффективного массового производства кастомизированной продукции».

IndexLab широко использует гибкость роботизированной системы, применяя роботов с их способностью по захвату и перемещению предметов, чтобы проверить различные концепции, а затем использовать их при возведении фасадов на строительных площадках.

Широкий спектр технологий, используемых IndexLab, включает 3D-печать металлом, которая оказалась очень полезной в производстве соединительных узлов по индивидуальному заказу. Этот метод можно использовать при сварке и работе с балками, к которым можно присоединить детали, напечатанные на 3D-принтере.

Печать на криволинейных поверхностях, работа над конструкциями, в которых элементы, напечатанные на 3D-принтере, сочетаются с плоскими панелями для создания сложной геометрии, роботизированная резка дерева и использование передовых композитов, позволяющих создавать индивидуальные конструкции, — все это входит в набор навыков IndexLab.

«Роботизированное производство позволило значительно расширить спектр возможностей строительства, – поясняет Пьерпаоло Руттико. – Это может сэкономить время, деньги, материалы и позволяет создавать сложные геометрические формы. Хотя мы должны быть умными — построение целой конструкции с помощью 3D-печати, вероятно, является наивной концепцией, и ее реализация будет очень медленной, если вы захотите создать большую конструкцию, например мост. Я вижу будущее в виде множества различных компаний, производящих компоненты для 3D-печати, которые затем собираются вместе на строительной площадке».

По словам Пьерпаоло Руттико, для того чтобы начать применять роботов в строительстве, компаниям предстоит накопить еще значительный опыт. «Они просто не знают, что такие возможности существуют. Когда они видят, что возможно, это помогает изменить их восприятие, и на самом деле мы видим, что все больше компаний спрашивают об использовании роботов в строительстве».

Пьерпаоло Руттико считает университеты движущей силой такого рода исследований. «Строительные компании неохотно занимаются исследованиями и разработками, — отмечает он, — и им также не хватает технических навыков для использования роботов. Нас часто спрашивают, каких людей им нужно нанять – мы отвечаем, инициативных, любознательных людей, желательно с инженерным образованием. Роботы требуют, чтобы люди изучали роботов — тогда роботы могут создать конкурентное преимущество для компании, которая может производить разные товары».

Устойчивое развитие строительной отрасли является вопросом, который привлекает все больше внимания. Но для разных людей оно может означать разные вещи. «Мы можем использовать такие материалы, как пластик, если вы его переработаете, например, используя отходы нейлона из сетей в океанах. Из него мы можем сделать новые объекты и снова сделать их частью циклического производства, – отмечает Пьерпаоло Руттико. – Все больше и больше архитектурных и инженерных фирм ищут способы сделать строительные конструкции более легкими и энергоэффективными. Вот почему в будущем дерево будет более широко использоваться вместе со сталью и бетоном для армирования, в зависимости от высоты зданий. Задача будет состоять в том, чтобы найти способы производства гибридных структур с помощью роботизированных систем».

Когда дело доходит до будущего отрасли, по оценке Пьерпаоло Руттико, понадобится как минимум одно поколение, прежде чем мы действительно увидим роботов в строительстве. «Будущее всегда будет включать в себя людей, а также роботов, — отмечает он. — Я не вижу будущего, в котором роботы будут делать что-то автономно, но они будут работать с людьми, чтобы сделать жизнь лучше для всех».

В целом Пьерпаоло Руттико видит строительную отрасль будущего как отрасль, в которой роботы и технологии, которые будут реализованы с помощью роботов, приведут к изменению на рынке труда: «Будет больше инженеров, больше архитекторов. И больше художников».