Создан робот, способный класть кирпичную кладку вместо строителей

Тестирование робота

В Германии разработали инновационного строительного робота, способного работать в паре с каменщиками, пишет Interesting Engineering. Манипулятор берет на себя рутинную часть работы, оставляя строителям пространство для творчества.

Разработка Мюнхенского технического университета (TUM) уже прошла испытания на реальной стройплощадке, где продемонстрировала способность возводить климатически оптимизированные стены с ювелирной точностью. Вместо полной замены рабочих, робот выступает в роли высокоточного помощника и призван расширить возможности мастеров.

Роботизированный манипулятор установлен на подвижной платформе, что позволяет ему свободно перемещаться вдоль стены размером 4х2,5 м. В его памяти заложен цифровой двойник будущей конструкции, что обеспечивает: погрешность кладки менее 1 мм; автоматический расчет оптимального угла для каждого кирпича; соблюдение климатических параметров (инсоляция, теплопередача).

В ходе эксперимента робот совместно с тремя учениками-каменщиками строил климатически оптимизированную стену. Роботизированная рука, установленная на мобильной платформе, укладывала кирпичи с точностью, недоступной человеку. Робот использовал цифрового двойника стены, что позволило интегрировать логику сборки непосредственно в процесс проектирования.

Разработчики сделали ставку на простоту и экологичность, а именно: использование мономатериалов (только кирпич); увеличенную до 55 см толщину стен для лучшей изоляции; возможность последующего демонтажа и повторного использования материалов.

Концепция проекта

Основная концепция проекта — совместная робототехника. Роботы выполняют высокоточные задачи, тогда как люди занимаются общей работой и контролируют процесс. Например, при возведении климатически оптимизированной стены каждый кирпич укладывается под заданным углом в зависимости от освещения. Робот, руководствуясь цифровой моделью, точно позиционирует кирпичи, а люди завершают кладку.

Этот подход обладает значительным потенциалом. Он не требует радикальной перестройки строительных процессов и не приводит к массовым увольнениям, что уменьшает социальную напряженность. Напротив, он повышает качество и эффективность строительства, открывая возможности для реализации сложных архитектурных проектов. Это делает технологию перспективной для широкого внедрения.

«Сначала было необычно работать рядом с роботом, но теперь мы ценим его вклад. Он выполняет рутинные задачи, освобождая нам время и пространство для творческой работы», — признается, работавший с роботом, ученик каменщика Драган Станоевич (Dragan Stanojevic). По мнению экспертов, в ближайшие годы подобные роботы могут появиться на стройплощадках по всей Европе.

Роботизация в строительстве

Роботизация предоставляет широкие перспективы для увеличения производительности, эффективности и гибкости производства в строительной индустрии. Эти технологии помогают решать ключевые проблемы отрасли, такие как потребность в доступном и экологичном жилье, а также сокращение негативного влияния строительства на окружающую среду в условиях дефицита рабочей силы и профессиональных навыков.

Роботизация открывает новые подходы к строительству, минимизируя воздействие отрасли на окружающую среду за счет повышения качества и сокращения отходов. Однако, согласно исследованию ABB в 2025 г., лишь 55% строительных компаний применяют роботов, в отличие от 84% в автомобильной промышленности и 79% в производственном секторе. Опыт в этих областях может помочь строительной индустрии ускорить внедрение робототехники и автоматизации, сократив путь прогресса 50 лет до 5-10 лет.

Дефицит рабочей силы в строительной отрасли становится все более острой проблемой, так как молодежь избегает карьеры в строительстве, считая ее опасной. Роботы способны повысить безопасность строительства, выполняя подъем тяжелых грузов, работая в опасных условиях и внедряя новые, более безопасные методы работы. Автоматизация повторяющихся и рискованных задач, которые люди все чаще отказываются выполнять, помогает решить проблему нехватки рабочей силы и профессиональных навыков, а также делает строительную карьеру более привлекательной для молодых специалистов.

Строительная отрасль сталкивается с ужесточением экологических требований и необходимостью возведения более экономичных зданий. Роботизация помогает сократить отходы за счет повышения качества и стабильности процессов, что особенно важно, учитывая, что до четверти материалов, доставляемых на стройплощадку, превращается в отходы. Автоматизация и цифровые решения позволяют строителям минимизировать отходы уже на этапе проектирования благодаря эффективным процессам проектирования и строительства.