БУДУЩЕЕ БЕСПИЛОТНЫХ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАШИН

Введение

Строительная индустрия всегда была одной из ключевых отраслей мировой экономики. Однако, как и многие другие сферы, она также подвергается влиянию цифровой революции и технологического развития. Одной из самых перспективных и инновационных областей в строительстве становятся беспилотные строительные машины. В данной статье мы рассмотрим, каким будет будущее этой технологии и как она изменит строительную индустрию.

Эволюция беспилотных строительных машин

Беспилотные строительные машины - это машины и роботы, способные выполнять различные строительные задачи без участия человека. Эта технология развивается семимильными шагами, превращаяся из научной фантазии в реальность.

Примеры использования дронов на стройке

Применение беспилотникам сегодня найдется практически на любой стройплощадке — вне зависимости от размера строящегося объекта и количества задействованных на нем людей. Вот лишь приблизительный список основных возможных применений:

• Проектно-изыскательные работы и 3D-моделирование. В самом начале строительства проектировщики получают возможность построить точные 3D-карты на базе снимков, сделанных беспилотниками с высоты птичьего полета. Кроме того, использование дронов позволяет регулярно обновлять карты, чтобы все отделы и бригады оставались в курсе дел. Постоянный мониторинг строительного процесса позволяет избегать возможных рисков, а также сравнивать проект с реальной ситуацией на стройплощадке, при необходимости внося в планы соответствующие коррективы.
• Подсчет остающихся ресурсов. Своевременный подсчет имеющихся стройматериалов позволяет более эффективно распоряжаться оборудованием. С помощью фотограмметрии или лидаров можно значительно ускорить рабочий процесс. Точные сведения о том, сколько именно стройматериалов осталось (и где они находятся), существенно упрощают логистику.
• Контроль оборудования. Помимо отслеживания объема стройматериалов, строительные бригады могут использовать фотографии и схемы, сделанные из воздуха, для контроля перемещений тяжелого оборудования. Актуальная информация о расположении техники обеспечивает безопасность работников и сохранность самого оборудования.
• Цифровые двойники. Создание цифровой копии строящегося здания (или более обширной территории) — это процесс построения комплексной 3D-модели, которая будет регулярно обновляться по ходу строительства. С такой моделью архитекторам будет проще выявлять соответствие объекта установленным нормам и регламентам, а также потенциальные отклонения от первоначального проекта. Цифровые двойники делают проще любое планирование и могут использоваться не только при строительстве новых объектов, но и при реставрации старых или поврежденных.
• Информационное моделирование строительных объектов (BIM). Процесс информационного моделирования зданий протекает одновременно со строительством физического объекта. Застройщики могут сравнивать реальные снимки дронов, снабженные пространственными данными, с предварительными BIM-моделями. При использовании лидаров беспилотники могут собирать информацию даже о внутренней инфраструктуре строящихся объектов. Затем эти сведения могут быть добавлены в BIM-модель.
• Инспекции безопасности. Проводя инспекции с высоты птичьего полета, застройщики смогут лучше контролировать опасные зоны и не подвергать своих работников риску. Профессиональные беспилотники DJI имеют автоматические алгоритмы (например, AI Spot Check), которые методически проверяют конкретные объекты на стройплощадке, устраняя влияние человеческого фактора.
• Общее планирование и координация. Далеко не каждое применение дрона в строительной отрасли можно записать в конкретную категорию. Многофункциональность беспилотных систем — одно из главных их преимуществ. Когда бы прорабу ни понадобилась дополнительная пара глаз, при наличии БПЛА на стройплощадке он сможет оперативно запустить аппарат в небо и увидеть объект с новой перспективы. Так работа становится более эффективной.

Роботы-строители

С развитием искусственного интеллекта и робототехники появились роботы-строители, способные выполнять более сложные задачи. Эти роботы могут укладывать кирпичи, штукатурить стены, и даже строить многоэтажные здания. Они оснащены датчиками и камерами, позволяющими им навигировать по стройплощадке и взаимодействовать с окружающей средой.

Преимущества беспилотных строительных машин

Использование беспилотных строительных машин обещает ряд значительных преимуществ для строительной индустрии и общества в целом.

1. Увеличение производительности

Беспилотные машины могут работать круглосуточно без необходимости перерывов на отдых или питание. Это позволяет значительно увеличить производительность на стройплощадках и сократить сроки завершения проектов.

2. Уменьшение рисков для рабочих

Один из наиболее важных аспектов использования беспилотных машин в строительстве - это снижение риска для рабочих. Опасные задачи, такие как работа на высоте или в неблагоприятных условиях, теперь могут выполняться роботами, что уменьшает количество несчастных случаев на стройплощадках.

3. Точность и качество работ

Беспилотные машины программированы для выполнения задач с высокой точностью. Это означает, что качество строительных работ улучшается, что, в свою очередь, увеличивает долговечность и надежность строений.

4. Экономия ресурсов

Автоматизированные строительные процессы также могут быть более эффективными с точки зрения использования ресурсов, таких как материалы и энергия. Это способствует снижению экологического воздействия строительства.

Вызовы и препятствия

Несмотря на обилие преимуществ, беспилотные строительные машины также сталкиваются с определенными вызовами и препятствиями.

1. Инфраструктура и нормативы

Для успешного внедрения беспилотных машин требуется модернизация строительной инфраструктуры и разработка соответствующих нормативов и стандартов безопасности.

2. Инвестиции и обучение

Внедрение беспилотных строительных машин требует значительных инвестиций в исследования и разработку, а также обучение специалистов, способных управлять и обслуживать эту технику.

3. Регулирование и этика

С развитием технологии беспилотных строительных машин встают вопросы о её регулировании и этике. Например, каким образом решать ситуации, когда автономная машина сталкивается с неожиданными препятствиями на стройплощадке или возникают спорные ситуации при работе с беспилотными роботами-строителями? Также важно учесть вопросы конфиденциальности данных, когда беспилотные дроны и роботы собирают информацию о стройплощадках.

4. Работа и рабочие места

Внедрение беспилотных строительных машин может вызвать опасения относительно уменьшения числа рабочих мест в отрасли. Однако следует отметить, что это также создает новые возможности для специалистов в области робототехники и программирования, которые могут проектировать, обслуживать и программировать эти машины.

Будущее беспилотных строительных машин

Судя по текущему развитию и тенденциям, будущее беспилотных строительных машин обещает быть захватывающим. Некоторые предсказания включают:

1. Интеграция с искусственным интеллектом

Беспилотные машины будут все более интегрироваться с искусственным интеллектом, что сделает их более автономными и адаптивными к различным задачам.

2. Рост рынка

Рынок беспилотных строительных машин будет расти, поскольку все больше строительных компаний признают их преимущества в производительности и эффективности.

3. Экологическая устойчивость

Беспилотные строительные машины будут также содействовать более экологически устойчивым строительным практикам, снижая потребление ресурсов и выбросы.

4. Городское строительство

В городах будут более широко использоваться беспилотные роботы-строители для ремонта и обновления инфраструктуры, что поможет улучшить условия жизни в мегаполисах.

5. Строительство в экстремальных условиях

Беспилотные строительные машины могут стать незаменимыми в условиях экстремального строительства, такого как работа на больших высотах, под водой или в условиях высокой температуры. Они способны выполнять эти задачи без риска для человеческого здоровья.

6. Гибридные решения

Некоторые производители исследуют гибридные решения, комбинируя человеческие навыки и навигацию с беспилотной технологией. Это может предоставить наилучшее из обоих миров, где опыт человека сочетается с автономностью машин.

7. Образование и обучение

С развитием беспилотных строительных машин, потребуется обучать инженеров и рабочих новым навыкам. Это создаст новые возможности для образовательных программ и курсов, связанных с робототехникой и автоматизированным строительством.

8. Глобальное внедрение

Беспилотные строительные машины имеют потенциал для глобального внедрения. Они могут использоваться не только в развитых странах, но и в развивающихся регионах, где это может содействовать ускорению строительства важной инфраструктуры.

9. Коллаборация беспилотных машин

В будущем, беспилотные строительные машины могут работать более эффективно, сотрудничая друг с другом. Например, роботы-строители могут совместно строить многокомпонентные конструкции, что сократит время выполнения проектов.

Модели беспилотников

Беспилотников для строительства так же много, как и возможностей их применения. В качестве наиболее подходящих для нужд застройщиков БПЛА на сегодняшний день могут быть названы две модели DJI:

• Phantom 4 RTK. Компании, которые ищут эффективную технологию для построения 2D- и 3D-схем с помощью кинематики реального времени, могут рассмотреть покупку DJI Phantom 4 RTK. Это компактный (и не самый дорогой) промышленный дрон, который оснащен RTK-модулем для получения данных с точностью до сантиметра.
• Matrice 300 RTK. Более продвинутый и разносторонний вариант — DJI Matrice 300 RTK. Этот беспилотник способен поднимать в воздух одновременно три полезные нагрузки общим весом до 2,7 кг. С лидером Zenmuse L1 компании смогут генерировать облака точек высокой плотности для надежного мониторинга строительства. А установив камеру Zenmuse P1 с полнокадровым сенсором на 45 Мп, можно получать ортомозаики и снимки в высоком разрешении для создания высокоточных 2D- и 3D-моделей.

Важное достоинство DJI — наличие фирменного программного обеспечения: профессиональная программа для картографирования DJI Terra дает возможность полномасштабного внедрения цифровых данных в рабочий процесс.

Заключение

Беспилотные строительные машины представляют собой инновационную и перспективную технологию, которая изменит облик строительной индустрии. Несмотря на вызовы и препятствия, они обещают увеличить производительность, снизить риски и улучшить качество работ. Будущее строительства безусловно связано с развитием беспилотных машин и роботов-строителей, и эта технология будет продолжать преображать наш мир.

Список литературы:

1. Сайты компаний Zoomilion, Scymec, Sany
2. Специализированные журналы: "Construction Robotics", "International Journal of Construction Automation and Robotics", "Construction Dive", Engineering News-Record (ENR)