Introducerea roboților în Industria de Construcții: Provocări și temeri

Introducerea roboților în Industria de Construcții: Provocări și temeri

Motto: ”Sunt tot mai înclinat să cred că ar trebui să existe unele reglementări de supraveghere a roboților, poate la nivel național și internațional, doar pentru a ne asigura că nu facem ceva foarte prost. Adică, nu cumva, cu inteligența artificială, să chemăm demonul”. Elon Musk

Industria construcțiilor solicită o organizare reală mult mai eficientă, un proces de construcție eficient și tehnici inovatoare de construcție, datorită progresului tehnologic în creștere, a concurenței pe piață și a globalizării.

Totodată, Industria construcțiilor are un deficit de forță de muncă și probleme de siguranță. Astfel, este nevoie de inovare, automatizare tehnologică și de roboți, pentru îmbunătățirea industriei în termeni de calitate, siguranță și productivitate.

Cu toate acestea, există multe provocări ale introducerii roboticii în construcții. Tema a făcut obiectul lucrării cu titlul ”Chalanges of robotics in Constructions”, semnată de  inginerul sipaniol Nelson Bolivar și publicată recent la editura Arcler Press.

Industrie majoră în economia lumii

Construcțiile contribuie ca industrie majoră, în întreaga lume, cu aproximativ 10-20% la PNB-ul din majoritatea țărilor. În trecut, dar și azi, această industrie a fost și a rămas în principal o utilizatoare intensivă de forță de muncă și mari probleme de securitate a muncii. Odată cu introducerea roboților, munca umană și oamenii sunt înlocuite de roboți.

Ei adoptă activitatea de construcții mai mult descentralizat, flexibil, autonom, simplu și adaptativ. Însă, introducerea unor roboți auto-organizați și auto-optimizați în industria construcțiilor a fost în general nestructurată. De aceea, este nevoie de ajustarea organizațională la locul de construcție dar și în faza de planificare și proiectare.

Cu toate acestea, în timp ce construcția roboților în sine conține multe provocări, la ele se adaugă și provocările de siguranță, calitate și utilizarea optimă a resurselor, întreținerea preventivă și îmbunătățirea locului de muncă. Dar, aceste mașini inteligente și-au găsit drumul în industria de contructii.

Robotul social

La fel cum ființele umane pot dobândi noi abilități prin îndrumare, observații, și concurență, pentru atingerea obiectivelor și multe alte activități, și roboții inteligenți își pot mări abilitățile sociale, oferind un mecanism puternic pentru operatorul său. Într-un mod similar, robotica poate fi puternică, prin interacțiunea socială. Un robot capabil social poate profita de un fel de învățare socială și de predare a scenariilor la fel ca oamenii.

Din punct de vedere ingineresc, un robot care poate imita acțiunile umane poate oferi o acțiune simplă și eficientă pe șantier. Asta înseamnă că un om îi spune robotului cesarcină trebuie să execute, însă el va dobândi noi abilități, fără orice programare suplimentară.

Din punct de vedere al informaticienilor, imitația poate duce la părtinire interacțiune și contrast, ca spațiu de căutare pentru a învăța noi abilități. Psihologic vorbind, din punct de vedere al dezvoltării, acest sistem de imitație permite investigarea unui set minim de capacități importante pentru învățarea socială.

Nevoia de robotică

Robotica și automatizarea, ca tehnologii avansate, vor fi utilizate pe scară largă în industria de contructii. De când mașinile au intrat sub controlul unui computer, avem automatizare. Iar, robotica a dat un nou domeniu tehnologic, mașinile automate fiind acum roboți. Nu numai că pot face o secvență complexă de lucrări, dar au și control asupra performanței.

Roboții variază substanțial, de la instrumente simple, până la dispozitive complet automate. Ei pot varia, de asemenea, de la o mașină simplă, care poate ajuta lucrătorul la instalarea de gips-carton prin echilibrarea greutății panoului, terminând cu roboții care inspectează plăcile.  Odată ce roboții au început să-și facă treaba, ei pot naviga pe un perete, pot capta și date și pot afișă grafic rezultatele în timp real.

Industria construcțiilor implică în principal sarcini care necesită multă forță de muncă, iar activitățile sunt realizate în situații periculoase în care conținutul muncii și materialul pot fi schimbate frecvent. De aceea, roboții sunt folosiți pentru a ajuta lucrătorii de pe șantierele de construcții.

Pentru a face față concurenței cu care se confruntă industria construcțiilor raționalizată și orientată spre piață, este necesar să se dezvolte și metode de construcție automatizate și robotizate. Mai mult, industria de construcții este o zonă cea mai potrivită pentru inovare, ea fiind ideală pentru aplicarea roboticii.

Dezvoltarea roboticii în acest sector trebuie să pornească de la faptul că în industria construcțiilor eficiența muncii este scăzută și este nevoie de îmbunătățirea productivității. Muncitorii obișnuiesc să petreacă mult timp făcând activități ineficiente, pierzându-se mai mult de jumătate din săptămâna de lucru efectivă.

Tocmai de aceea, s-a forțat introducerea roboticii în construcții. Există multe altele aspecte pentru care s-a făcut acest lucru, care includ asigurarea calității și perspective pentru un control mai bun peste șantierul viitorului. Mai mult, pentru că activitatea este periculoasă, preocuparea ocupațională pentru sănătate și siguranță oferă o motivație suplimentară pentru implementarea roboticii.

Oamenii sunt limitați

Pe lângă toate aceste motivații, aplicațiile sunt inevitabile datorită limitărilor cauzate de ființe umane. Omul este slab, deoarece se confruntă cu multe conflicte sub formă de vreme, vid, praf și mulți alți factori. Activitatea umană este limitată de lipsa de intensitate sau de putere pentru diverse activități, care includ ridicarea paleților, îndoirea oțelului sau construirea acoperișului sau tavanului. Omul este, de asemenea, handicapat de lipsa unor anumite experiențe legate de detectare, structura memoriei și capacitatea de a calcula diverși parametri.

Ca urmare a incapacității descrise mai sus a omului, de a lucra, este nevoie să avem o robotică nestructurată în industria construcțiilor. În ciuda prezenței nevoii și a promisiunilor aparente, evoluția roboticii în construcții va fi determina creșteri indirecte de performanță.

Din păcate, însă, nivelul investiției de cercetătare a fost și va rămâne nesemnificativ, în acest sector. Aceasta, deoarece problema cu care se confruntă inginerii de roboți de construcții este dificilă, având foarte puține soluții rapide sau o singură soluție.

Obstacolele cu care se confruntă creșterea și dezvoltarea roboticii de construcție este agravată de lipsa comună de informații dintre industria construcțiilor în sine și comunitatea roboticii. Mai mult, industria nu este capabilă să identifice un curs de acțiune de programare, acolo unde se află combinată cu tehnologia robotică. Se pare că efectul de creștere va veni dinspre zone inginerești care includ domenii militare, miniere, nucleare, spațiale, submarine etc. Acest lucru va conduce spre un ritm al dezvoltării roboticii de construcții.

Tehnologia spațială și submarină vor adăuga multe abilități, roboților din construcții. Cu utilizarea roboților în industria construcțiilor, va fi descurajată utilizarea forței de muncă umane. Cu toate acestea, combinația abilităților și antrenarea pentru robotica de construcții trebuie să vină în cele din urmă în cadrul industriei construcțiilor.

Provocări

Industria construcțiilor este pregătită să suporte perturbări, în comparație cu alte domenii din sectorul industrial. De aceea, robotica trebuie să aibă un impact mare. Industria construcțiilor se schimbă, iar acum, roboții își fac loc printr-o varietate de lucrări. Prin introducerea roboticii se va schimba metoda de construire a caselor, a clădirilor și a altor structuri.

Există diferite tipuri de roboți care sunt folosiți în industria construcțiilor, inclusiv roboți de așezare a cărămizilor, drone, roboți de așezare stradală, vehicule independente și roboți de imprimare 3D, pe scară largă. Acești roboți introduși în sectorul construcțiilor vor ajuta la depășirea provocărilor majore ale acestei industrii scare e confruntă cu automatizarea construcțiilor și livrarea multor avantaje operaționale.

Sarcini suplimentare pentru ingineri

În general, roboții își îndeplinesc funcțiile în mod stabil, previzibil și în mediu inconjurator de interior. Ei funcționează în depozite, pe linii de asamblare sau în interiorul unei celule de lucru pre-specificate. Asta, în timp ce o construcție este destul de diferită, având un mediu exterior nestructurat, care se schimbă continuu.

Pentru roboți, ei ar trebui să aibă capacitatea de a se deplasa și să răspundă conform mediului în schimbare. Aceasta nu este o sarcină ușoară pentru inginerii care depun toate eforturile pentru a elimina aceste bariere și pentru a face roboții să lucreze eficient la locul de muncă.

Roboții sunt profitabili

Roboții de construcții sunt profitabili în industria construcțiilor, aducând și ale diverse beneficii pe care le oferă industriei. Primul și cel mai important este că roboții sunt extrem de preciși în acțiuni repetabile. Acest lucru duce la o cantitate mai mică de erori sau greșeli în muncă. Odată cu aceasta, se poate îmbunătăți procesul de construcție, ajutând la respectarea termenelor limită.

Roboții de construcție vor reduce costurile. În timp ce banii inițiali cheltuiți pentru achiziționarea robotului sunt destul de mari, în timp, eficiența și beneficiile oferite de rentabilitate vor acoperi cea mai mare parte a costului inițial. În plus, roboții sunt mai preciși și își pot repeta munca, așa că ei sunt capabili să-și facă treaba, protejând în același timp lucrătorii de sarcini periculoase.

Provocări suplimentare

Odată cu creșterea populației lumii în ritm rapid, cererea pentru tehnologii performante este în creștere. Ca urmare, inginerii au mai mult de lucru decât înainte. Pentru a atinge eficiența, robotica modernă joacă un rol important în a ajuta la îmbunătățirea ratei generale de producție. Aceasta este cea mai bună soluție la problema cu care se confruntă producătorii. Următoarele sunt trei provocări majore cu care se confruntă producătorii în domeniul roboticii împreună cu soluțiile lor:

Lipsa de lucrători cu experiență

Există un decalaj în creștere în numărul de muncitori calificați pentru industria prelucrătoare. Cererea de muncitori calificați este din ce în ce mai mare. Potrivit unui studiu, s-a constatat că aproximativ trei sferturi dintre companiile de producție au raportat lipsa muncitorilor calificați.

Abilitatea minimă a muncitorilor ar trebui să fie diploma de liceu. Dar, pe măsură ce oamenii născuți între 1946 și 1964 îmbătrânesc și se pensionează, aapare necesitatea de a înlocui aceste persoane, dar unele competențe nu pot fi transferate către generația viitoare, în timp ce ele pot fi transferate către roboți.

Soluția pentru problema menționată mai sus a fost dată de Rethink Robotics, numită Enter Sawyer. Această soluție a fost vândută unui număr mare de producători. Sawyer a fost capabil să învețe și să efectueze diverse lucrări complexe, având ghizi complementari umani. După implementarea acestui proces, Sawyer a fost capabil să efectueze toate lucrările cu o acuratețe maximă.

Există un software ”intra”, care are caracteristica ecranului și care permite robotului să aibă o comunicare mai bună cu colegii de muncă. Software-ul are un utilizator principal care este instruit prin demonstrație și care permite ca predare să fie simplă și încorporată. Instruirea oferită este rapidă și eficientă.

Robotul nu va uita ce este învățat să facă, în timp ce oamenii vor uita, cel mai probabil. Prin implementarea acestor roboți în sectorul de fabricație și înlocuirea aoamenilor, diferențele de calificare vor fi eliminate, iar aceste locuri de muncă vor fi ocupate de roboți.

Costul tehnologiei

Cumpărarea de roboți poate fi un proiect costisitor chiar și pentru companiile cu producție mare, în timp ce firmele mici nu sunt capabile să suporte acest cost. Pentru a trece peste această problemă, a costurilor ridicate, multe companii noi oferă servicii de robotică.

Un concept de închiriere a fost introdus ca soluție la această problemă. Închirierea roboților va implica o sumă mai mică, decât o cumpărare la o valoare mai mare. Prin aceasta, companiile pot implementa rapid și eficient roboți, rămânând în limita bugetului.

Există, de asemenea, companii care oferă soluții la această problemă. Asta permite producătorilor să cheltuiască puțin, având tot ce le este necesar. Exemplele de companii care utilizează această robotică sunt după cum urmează:

  • ABB Ltd este o companie de robotică care oferă o mare varietate de roboți și sisteme modulare de fabricație.
  • Fanuc Corp este o companie care oferă soluții flexibile pentru orice tip de companie, mare sau mică.
  • Stereocilium este o companie care oferă servicii prin care fac robotul suficient de calificat pentru diferite activități.

Probleme de siguranță

Provocarea finală cu care se confruntă producătorii este legată de siguranța lucrătorii umani, atunci când lucrează cu roboții. Din motive de siguranță, robotica îngrădită este în general izolată de lucrătorii umani. Acum robotica industrială are soluția siguranței având roboți colaborativi care au caracteristică de siguranță. Cele patru obiective principale care sunt stabilite de robotica colaborativă în termeni de siguranța sunt următoarele:

  • Stoparea monitorizării stării- Conform acestei caracteristici, roboții își pot opri munca atunci când oamenii intră într-o anumită regiune, putând reilua munca atunci când oamenii părăsesc acea regiune.
  • Viteză încetinită sau monitorizare separată – Conform acestei caracteristici, roboții își pot încetini viteza sau chiar se pot opri în funcție de distanța față de om.
  • Ghidarea manuală – Conform acestei caracteristici, roboții au capacitatea de a ști când o persoană este în contact cu el. Prin a fi în contact, persoana oferă roboților instruire și îndrumare.
  • Limitări legate de putere și forță – Conform acestei caracteristici, roboții au senzori sau tehnologie care limitează cantitatea de forța care se aplică. Astfel, sunt incluse soluții mecanice, acționări elastice și soluții electrice. Acum soluțiile de colaborare obișnuite astfel obținute sunt limitate la putere și forță. Acest lucru îi face siguri pentru configurare și utilizare în prezența oamenilor.

Implicarea socială pe termen lung

Oamenii sunt pricepuți să înțeleagă emoțiile, în timp ce roboții nu sunt. Potrivit unui studiu, s-a constatat că există trei mari provocări pentru construirea de roboți sociali, care interacționează cu oamenii. Aceste provocări sunt:

  • Înțelegerea acestor roboți a obiceiurilor sociale și morale.
  • Încadrarea unei teorii robotice a minții.
  • Realizarea dinamicii sociale.

Acum, roboții sociali sunt proiectați în așa fel încât să conducă numai interacțiuni pe termen scurt, spre deosebire de oamenii care construiesc o relație pe termen lung, unul cu altul. Provocarea constă în mutarea roboților din aceste perioade scurte, de interacțiune de moment, la relațiile pe termen lung.

Probleme de etică

Etica este provocarea majoră în industria roboticii și poate fi explicată prin cinci principii. Acestea sunt:

  • Dacă roboții întreprind lucrări, atunci oamenii nu își vor asuma nicio responsabilitate pentru eșecuri.
  • Dacă roboții vor funcționa, atunci va exista șomaj predominant în economie și va degrada abilitățile de lucru ale muncitorului.
  • Există anumite zone sensibile care necesită supraveghere umană și care nu poate fi dată în totalitate roboților.
  • Prin introducerea inteligenței artificiale, libertatea ființelor umane va fi afectată.
  • Inteligența artificială este o metodă lipsită de etică.

Iar cu aceasta, putem spune că ne întoarce la ce a spus Elon Musk: ”Să nu cumva să chemăm demonul!”

infoconstruct