Ρομποτικές εφαρμογές -Υβριδική συνεργασία ανθρώπου & μηχανής

Geomeletitiki.gr > ΕΡΓΑ ΥΠΟΔΟΜΗΣ > Ρομποτικές εφαρμογές -Υβριδική συνεργασία ανθρώπου & μηχανής

Ρομποτικοί αυτοματισμοί στον κατασκευαστικό τομέα

H Ρομποτική είναι ένας όρος που ακούμε συχνά με πιο πρόσφατη την εφαρμογή αυτής και στον κατασκευαστικό τομέα . Η αυτοματοποιημένη αποτύπωση – οριοθέτηση και κατασκευή έχουν επιτύχει αξιοσημείωτη πρόοδο  καθώς οι βασικές αρχές και ανάγκες ενός εργοταξίου έχουν πλέον αλλάξει. Η ρομποτική θα παίξει τον δικό της ρόλο στην αυτοματοποιημένη αποτύπωση και υλοποίηση ενός τεχνικού έργου.

Στην αυτοματοποιημένη οριοθέτηση και υλοποίηση υπάρχουν αυξανόμενα παραδείγματα περιπτώσεων ρομπότ που εκτελούν κινητικές εργασίες και εξειδικευμένες λειτουργίες. Φυσικά, υπάρχει διστακτικότητα όπως και σε οποιαδήποτε άλλο τομέα σχετικά με τα ρομπότ που αναλαμβάνουν επιπλέον φόρτο εργασίας , ωστόσο, δεν θα τα δούμε να χτίζουν κατοικίες μαζικά για αρκετά χρόνια ακόμη ,αλλά πολλά θετικά μπορούν εύκολα να αναφερθούν – όπως το κόστος, ο χρόνος και οι επιπτώσεις στο περιβάλλον από την χρήση ρομποτικών εφαρμογών . 

Εάν ένα ρομπότ πρόκειται να εκτελέσει μια εργασία , οι ακριβείς πληροφορίες θέσης είναι υποχρεωτικές καθώς οι ανοχές είναι στενές και απαιτείται η μέγιστη ακρίβεια. Αναμφισβήτητα, ο καλύτερος τρόπος για να μεγιστοποιηθεί η αποδοτικότητα των ρομπότ είναι να τους παρέχουμε ποιοτικές πληροφορίες που αντιπροσωπεύουν την πραγματικότητα ώστε να αποδειχθούν τα κατάλληλα εργαλεία συλλογής αξιόπιστων δεδομένων.Σε ορισμένα σενάρια συλλογής δεδομένων μπορεί να υποστηριχθεί ότι ο ρόλος που παίζουμε έχει ήδη αλλάξει ελαφρώς – για παράδειγμα, τη χρήση τεχνολογίας, όπως ο σαρωτής λέιζερ 3D το οποίο συλλαμβάνει αυτόματα σύννεφο τρισδιάστατων σημείων καθώς ένας χειριστής κινείται μέσα και γύρω από την έκταση ενδιαφέροντος.

Για την επόμενη γενιά μηχανικών, φαίνεται πιθανό ότι θα δοθεί κυρίως μεγαλύτερο βάρος στην συλλογή δεδομένων, τον προσδιορισμό της ποιότητας, παράγοντες για λήψη απόφασης και την παρουσίασή τους.Τώρα είναι η κατάλληλη στιγμή για να αξιολογηθούν εκ νέου οι ροές εργασιών και οι νέες τεχνολογίες ώστε κυρίως οι εργοταξιακοί μηχανικοί ως πάροχοι υπηρεσιών να  παράγουν ακριβέστερα δεδομένα, εκτιμώντας και επαληθεύοντας  την ποιότητα άλλων δεδομένων.

Απεικόνιση 360° εργοταξίου

Μια βασική εργασία στον τομέα κατασκευών είναι η φωτογράφηση του πεδίου ενδιαφέροντος  με τη λήψη εκατοντάδων φωτογραφιών, και στη συνέχεια με την αρχειοθέτηση των φωτογραφιών Συνήθως, αυτή η διαδικασία δημιουργεί μη δομημένα δεδομένα που είναι δυσνόητα και σχεδόν αδύνατο να αναπαραχθούν με ακρίβεια.

Ευτυχώς, αυτό είναι ένα πολύ γνωστό ζήτημα στον κλάδο που αντιμετωπίζουν έξυπνα οι εταιρείες ρομποτικών εφαρμογών. Σε ένα κατασκευαστικό έργο, ένας από τους πιο πολύτιμους παράγοντες είναι ο χρόνος. Εάν τα αποτελέσματα μπορούν να επιτευχθούν γρηγορότερα, με μεγαλύτερη ακρίβεια και με λιγότερη ανθρώπινη αλληλεπίδραση επιτυγχάνεται εξοικονόμηση τους.

Για παράδειγμα, εταιρείες πληροφορικής έχουν αναπτύξει μια κάμερα 360 μοιρών σε συνδυασμό με μια εφαρμογή που χαρτογραφεί την τοποθεσία του σημείου μέσω GPS. Ένας χρήστης μπορεί να περπατήσει στο πεδίο με οποιοδήποτε μοτίβο. Αυτές οι εικόνες 360 μοιρών χαρτογραφούνται, επιτρέποντας στους χρήστες να κατανοούν πιο ρεαλιστικά την τοποθεσία στο χώρο και το χρόνο. Αυτό δημιουργεί μια υβριδική ροή εργασίας ανθρώπινης προσπάθειας σε συνδυασμό με λογισμικό αυτοματισμού, το οποίο είναι ένα μεγάλο βήμα προόδου ως προς την παραγωγικότητα.

Αντικαθιστώντας τρισδιάστατες κάμερες με τεχνολογία σάρωσης Lidar εκθετικά περισσότερα δεδομένα μπορούν να εξαχθούν και να υποβληθούν σε επεξεργασία για άλλες ενέργειες, όπως η απεικόνιση του εργοταξίου και το μοντέλο πληροφοριών κτιρίου (BIM).

Τέλος, τα drones είναι ένα αξιόπιστο εργαλείο για την εκτέλεση εξωτερικών ερευνών, αλλά δεν μπορούν να περιηγηθούν σε εσωτερικούς χώρους. Η σύνδεση αυτής της τεχνολογίας με εσωτερικά ρομπότ σε συνεχή βάση θα παρείχε στους ενδιαφερόμενους μια πλήρη εικόνα του πεδίου ενδιαφέροντος που μπορεί να εποπτεύεται  με συνέπεια.

 

Ρομποτικοί γεωδαιτικοί σταθμοί

Οι ρομποτικοί γεωδαιτικοί σταθμοί έχουν βοηθήσει στον κατασκευαστικό κλάδο, εξοικονομώντας χρόνο και χρήμα και αυξάνοντας την παραγωγικότητα. Αλλά πώς λειτουργούν πραγματικά και τι ισχύει για το μέλλον αυτής της τεχνολογίας;

Ο γεωδαιτικός σταθμός είναι ένα ηλεκτρονικό, οπτικό όργανο που χρησιμοποιείται στην αποτύπωση σε τεχνικά έργα. Συνδυάζοντας έναν ηλεκτρονικό θεοδόλιχο με ηλεκτρονική μέτρηση απόστασης (EDM), η τεχνολογία επιτρέπει τη μέτρηση τόσο των κατακόρυφων όσο και των οριζόντιων γωνιών και της απόστασης από το όργανο σε ένα συγκεκριμένο σημείο. Παραδοσιακά ένα μη αυτόματο όργανο με την ρομποτική να έχει φέρει επανάσταση καθιστώντας το πιο αποτελεσματικό από ποτέ.

Η ιστορία των τοπογραφικών αποτυπώσεων

Πριν η κατασκευαστική βιομηχανία είχε αρχίσει να εφαρμόζει αυτήν την τεχνολογία, η προέλευση των τοπογραφικών αποτυπώσεων μπορεί να εντοπιστεί τουλάχιστον στο 1400 π.Χ. στην αρχαία Αίγυπτο. Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, οι Αιγύπτιοι χρησιμοποίησαν διάφορα εργαλεία, συμπεριλαμβανομένων σχοινιών και υδραυλικών βαριδιών για να αποτυπώσουν εκτάσεις για οικοδομικά έργα όπως οι πυραμίδες.

Στις  αρχές του 19ου αιώνα και με τη βιομηχανική επανάσταση στην Ευρώπη ήρθε η επίσημη αναγνώριση των τοπογραφικών αποτυπώσεων και ως επάγγελμα. Σε αυτό το σημείο, με την κατασκευή νέων δρόμων, κτιρίων και σιδηροδρόμων, ο ρόλος των τοπογραφικών αποτυπώσεων έγινε πιο σημαντικός από ποτέ για την ομαλή ανάπτυξη των υποδομών.

Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου γωνιόμετρα και αποστασιόμετρα σε πολύ αρχική μορφή βοήθησαν αλλά με πολλά σφάλματα ,ώσπου  η μέθοδος  αυτή αργότερα αντικαταστάθηκε από τη χρήση του θεοδόλιχου.

Αποτελούμενο από ένα κινητό τηλεσκόπιο, ένας θεοδόλιχος είναι ένα οπτικό όργανο ακριβείας του οποίου το τηλεσκόπιο περιστρέφεται γύρω από οριζόντιους και κατακόρυφους άξονες για να παρέχει μετρήσεις γωνίας. Αρχικά ένα μη ψηφιακό κομμάτι εξοπλισμού, οι θεοδόλιχοι αναβαθμίστηκαν για να γίνουν ηλεκτρονικοί, με τους μη ηλεκτρικούς ομολόγους τους να χρησιμοποιούνται σπάνια.

Καθώς η τεχνολογία έχει αναπτυχθεί, στους ηλεκτρονικούς θεοδόλιχους έχει ενσωματωθεί  ηλεκτρομαγνητικό όργανο μετρήσεων αποστάσεων EDM .

Τι είναι ο ρομποτικός γεωδαιτικός σταθμός;

Με απλά λόγια, ένας ρομποτικός γεωδαιτικός σταθμός είναι ένας σταθμός που μπορεί να λειτουργήσει και από απόσταση, πράγμα που σημαίνει ότι χρειάζεται μόνο ένας χειριστής στο πεδίο και όχι η παραδοσιακή ομάδα δύο ατόμων .

Ενώ στο παρελθόν οι εργαζόμενοι στο εργοτάξιο έπρεπε να στραφούν για να βλέπουν τις θέσεις που πρέπει να παρατηρήσουν ή να καθορίσουν, μέσω αυτοματισμού οι ρομποτικοί γεωδαιτικοί σταθμοί στρέφονται αυτόματα παρακολουθώντας ένα πρίσμα που κρατάει ο μηχανικός στο άκρο ενός κονταριού.

Το όργανο μεταδίδει συνεχώς τις πληροφορίες γωνίας και απόστασης που μετριέται στο πρίσμα στο καταγραφικό δεδομένων, Αυτό τους επιτρέπει να λαμβάνουν μετρήσεις για έρευνες και να καθορίζουν σημεία, γραμμές και επιφάνειες χωρίς να χρειάζεται να επιστρέψουν στο όργανο.

Τα όργανα αυτά αποτελούν μια υψηλής απόδοσης λύση για την παροχή λειτουργιών μεγάλης εμβέλειας και μετρήσεων χωρίς ανακλαστήρα – ιδανικά για αποτυπώσεις  για τις ανάγκες κατασκευαστικών έργων.

Ως ρομποτικό σύστημα ενός χειριστή, οι ρομποτικοί γεωδαιτικοί σταθμοί μειώνουν το κόστος ύπαρξης ενός επιπλέον ατόμου στον εργοτάξιο, βελτιώνοντας την αποδοτικότητα και το σχετικό κόστος απελευθερώνοντας τα μέλη της ομάδας που θα ήταν διαφορετικά στο χώρο, επιτρέποντάς τους να εκτελέσουν άλλες εργασίες αλλού.Η αυξημένη ακρίβεια του οργάνου σημαίνει επίσης ότι υπάρχουν λιγότερα σφάλματα, μειώνοντας την ανάγκη για επανεπεξεργασία και το κόστος χρόνου και πόρων που σχετίζονται με αυτό.

Αυξημένη παραγωγικότητα

Δεδομένου ότι οι μηχανικοί δεν χρειάζεται να γυρίσουν χειροκίνητα το όργανο για να συλλέξουν ή να καθορίσουν θέση ενός σημείου, οι ρομποτικοί γεωδαιτικοί σταθμοί εξοικονομούν χρόνο στη διαδικασία της αποτύπωσης και του καθορισμού ορίων – αυξάνοντας την παραγωγικότητα στο πεδίο

Τα δεδομένα συλλέγονται και αποθηκεύονται στο καταγραφικό δεδομένων και μπορούν στη συνέχεια να εξαχθούν σε ένα λογισμικο με βάση το CAD, για την παραγωγή ψηφιακής απεικόνισης .

Οι πληροφορίες θέσης που μεταδίδονται από το όργανο μέσω τεχνολογίας Bluetooth, στο καταγραφικό δεδομένων επιταχύνουν επίσης τη διαδικασία,

Μέσω της χρήσης λογισμικού, οι μηχανικοί μπορούν να εισάγουν και να εμφανίσουν ένα ψηφιακό σχέδιο, όπως ένα DXF / DWG ή ένα 3d μοντέλο, ακόμη και στην οθόνη του καταγραφικού. Ως αποτέλεσμα, μπορούν να λειτουργήσουν απευθείας από τα σχέδια ή το μοντέλο ανάλογα με τις πληροφορίες που έχουν στη διάθεσή τους στον εργοτάξιο.

Αυτή η διαδικασία είναι επίσης πιο οικονομικά αποδοτική καθώς εξαλείφει την ανάγκη για έναν βοηθό στον πεδίο και αναιρεί την ανάγκη να έχουν οι άνθρωποι τη δυνατότητα να εισάγουν δεδομένα με μη αυτόματο .

Όταν βρίσκεται στον πεδίο, το άτομο που ελέγχει το όργανο γνωρίζει καλά ότι ο ρομποτικός γεωδαιτικός σταθμός μετρά με ακρίβεια τα δεδομένα και τα στέλνει στον καταγραφέα δεδομένων για να συλλέξει ένα σημείο ή να ορίσει μια θέση .

Το μέλλον των ρομποτικών σταθμών

Καθώς περισσότεροι επαγγελματίες στον τομέα των κατασκευών και των τοπογραφικών αποτυπώσεων έχουν αρχίσει να αναγνωρίζουν την αξία που έχουν οι ρομποτικοί σταθμοί στην παραγωγικότητα, έχουν γίνει συνηθισμένοι στο πεδίο εργασιών.

Το μέλλον του οργάνου εξελίχθηκε καθώς ο εξοπλισμός περιλαμβάνει επιπλέον ένα σαρωτή που επιτρέπει σάρωση και επαλήθευση εκτός από την εκτέλεση παραδοσιακών εργασιών.

Λειτουργώντας ως πλήρως λειτουργικός ρομποτικός γεωδαιτικός σταθμός – σαρωτής λέιζερ σημαίνει ότι, με μερικά κλικ και λίγα λεπτά χρόνου, μπορεί να παραχθεί ένα ολοκληρωμένο, 360 μοιρών, νέφος σημείων μίας περιοχής. Ως αποτέλεσμα, ο χρόνος που απαιτείται για τη λήψη δεδομένων και την επεξεργασία επιταχύνεται, εξοικονομώντας σημαντικό χρόνο.

Χωρίς αυτή την τεχνολογία η ​​σάρωση και η ανάλυση δεδομένων μπορεί να διαρκέσει μέρες. Ωστόσο, με την τεχνολογία αυτή, η διαδικασία μπορεί να γίνει μέσα σε λίγες ώρες. Ένας μηχανικός μπορεί να βγει στο πεδίο το πρωί για να σαρώσει τα πιο πρόσφατα εγκατεστημένα τεχνικά έργα, να αναλύσει τα δεδομένα σάρωσης και στη συνέχεια να επιστρέψει στον πεδίο με μια λίστα αλλαγών που ενδέχεται να έχουν εντοπιστεί. Στο παρελθόν, αυτό δεν ήταν δυνατό λόγω του χρόνου που απαιτείται για την ολοκλήρωση της διαδικασίας σάρωσης και ανάλυσης. Με μια τέτοια συνδυασμένη μονάδα οι μηχανικοί δεν χρειάζεται πλέον να έχουν  δύο διαφορετικά όργανα στην ίδια θέση

Αν και υπάρχουν διαθέσιμοι διαφορετικοί συνδυασμοί τεχνολογίας στην αγορά, η συνολική εξοικονόμηση κόστους για έργα έχει αποδειχθεί ακόμη πιο σημαντική όταν χρησιμοποιείται μια συνδυασμένη συσκευή.

Επένδυση στην τεχνολογία

Ο τομέας αποτυπώσεων έχει διανύσει πολύ δρόμο από την καταγωγή του στην αρχαία Αίγυπτο, με την τεχνολογία να του επιτρέπει να βελτιώνει συνεχώς την ακρίβεια, την αποδοτικότητα και την ταχύτητά του.

Το μέλλον φαίνεται λαμπρό, με πολλούς περισσότερους επαγγελματίες να αναγνωρίζουν τα οφέλη που προσφέρουν οι ρομποτικοί γεωδαιτικοί σταθμοί. Οι επιχειρήσεις που επενδύουν σε αυτήν την τεχνολογία εξοικονομούν χρόνο, χρήμα και πόρους .

Άλλο χαρακτηριστικό παράδειγμα ρομποτικής είναι ο tiny surveyor : γρήγορο αξιόπιστο , ακριβές, με 8ωρη ενεργειακή αυτονομία  ,μικρό βάρος με καταγραφικό ,ενσωματωμένο σπραυ ,  μπορεί να λειτουργεί προγραμματίζοντας το ,γλυτώνοντας χρόνο χειριζόμενο από απόσταση σε χαράξεις και οριοθετήσεις στο πεδίο.

Εδώ και χρόνια, η ρομποτική εισχωρεί και στον κατασκευαστικό κλάδο, αλλά μόνο με περιορισμένη επιτυχία. Από ρομπότ για την χάραξη σε οριοθετήσεις και χαράξεις σε οδοποιία  ,ρομποτικούς γεωδαιτικούς σταθμούς έως 3D laser scanner

Πλεονεκτήματα :Τα ρομπότ είναι πολύ καλά στην επανάληψη της ίδιας δράσης, με τον ακριβή τρόπο, κάθε φορά για να εξασφαλίσουν συνεπή αποτελέσματα και  μπορούν συνήθως να εκτελούν εργασίες γρηγορότερα και ανά πάσα στιγμή.

Οι εργοταξιακοί εργαζόμενοι μπορούν να επωφεληθούν σε μεγάλο βαθμό από τον αυτοματισμό και την ευφυΐα της προσαρμοσμένης ρομποτικής. Η τεχνολογία επιτρέπει ταχύτερη και ακριβέστερη μελέτη και καταγραφή καθώς και διαχείριση επαναλαμβανόμενων εργασιών στο ίδιο επίπεδο ποιότητας.

Η συνεχιζόμενη χρήση ρομπότ και drones σε συνδυασμό με το 3D laser scanner και ρομποτικούς γεωδαιτικούς σταθμούς θα βελτιώσει τη δημιουργία μοντέλων και θα βελτιώσει τη συνεργασία, την ακρίβεια σε όλα τα σημεία ροής εργασιών.