در یک ابتکار پیشگامانه، پژوهشگران دانشگاه کالیفرنیا سن دیگو (UCSD) در حال بررسی راه‌های نوآورانه برای ادغام فناوری رباتیک در صنعت ساخت و ساز هستند، با تمرکزی ویژه بر افزایش قابلیت‌های بازسازی و نقشه‌برداری سه‌بعدی.
این پروژه سه‌ساله که اکنون در میانه راه خود است، با حمایت یک کمک مالی قابل‌توجه به مبلغ کل 786,500 دلار از سوی موسسه فناوری پیشرفته کره (KIAT)، موسسه فناوری الکترونیک کره (KETI) و شرکت فناوری ساخت هوشمند ITOne همراه است. این پروژه قرار است در تاریخ 31 اوت 2027 به پایان برسد.
به گفته ترانگ نگوین، استاد مهندسی برق و کامپیوتر و یکی از اعضای کمیته اجرایی مؤسسه کوالکام، “بسیاری از کارگران ساخت و ساز به‌طور قابل درکی در انجام وظایف ناامن محتاط هستند.
تحقیقات ما هدف آن دارد که تنها با یک اپراتور از راه دور، به کنترل چندین ربات پرداخته شود، به‌گونه‌ای که بتوانند وظایف خطرناک و پیچیده را به‌صورت ایمن‌تر و کارآمدتری انجام دهند.”
این ابتکار با تقاضای مداوم برای فناوری که می‌تواند جایگزین نیروی کار انسانی در محیط‌های خطرناک یا چالش‌برانگیز شود، هم‌سو است.
تحولات ساخت و ساز
نگوین بر همکاری مشارکتی با KETI تاکید کرد که بیش از یک دهه ثمربخش بوده است.
مرکز تحقیقات رباتیک هوشمند KETI به پیشرفت هوش ربات‌ها، کنترل حرکت و فناوری حسگر پیشرفته اختصاص دارد که تکمیل‌کننده تلاش‌های UCSD برای پیشبرد مرزهای قابلیت ربات‌ها است.
هدف این پروژه اتوماتیک‌سازی وظایفی است که اغلب در ساخت و ساز “کثیف” یا خطرناک تلقی می‌شوند، مانند بلند کردن مواد سنگین یا انجام عملیات جوشکاری.
برای عملکرد موثر ربات‌ها در چنین سناریوهایی، آن‌ها باید محیط خود را درک کرده و عمل‌های خود را بر اساس الزامات خاص هر موقعیت تطبیق دهند.
مثلاً، هنگام تعویض یک چراغ در سقف یک انبار بلند، ربات باید داده‌های مربوط به محیط اطراف خود را پردازش کند و مطمئن شود که عمل‌هایش ایمن و وظیفه را به‌خوبی انجام می‌دهد.
این ارزیابی باید به‌طور موثر به اپراتور انسانی ربات نیز منتقل شود.
رانفا لی، دانشجوی دکتری در آزمایشگاه نگوین، اهمیت نقشه‌برداری در این زمینه را توضیح داد: “نقشه‌برداری به ما اجازه می‌دهد تا محیط فیزیکی را به یک مدل سه‌بعدی تبدیل کنیم که می‌توان آن را بر روی صفحه رایانه مشاهده کرد.”
لی رهبری تلاش‌های نقشه‌برداری را برعهده دارد و از تکنیک‌های مختلفی برای ایجاد این مدل استفاده می‌کند که شامل ردیابی دقیق موقعیت و زاویه‌های دوربین جهت بازسازی سطوح می‌شود.
“اگر ما از موقعیت دوربین آگاه باشیم و تصاویر یک شیء را ثبت کرده باشیم، می‌توانیم یک شبکه سطحی دقیق ایجاد کنیم،” وی افزود.
نقشه‌برداری سه‌بعدی
چالش بعدی اجرا کردن وظایف تعیین‌شده توسط ربات است. ربات باید این دستورالعمل‌ها را به حرکات قابل اجرا ترجمه کند در حالی که اپراتور انسانی دستورات سطح بالا مانند کلیک کردن بر روی یک شیء را ارائه می‌کند.
“این چالش برنامه‌ریزی و کنترل است،” آتاناسوف خاطرنشان کرد. ربات باید درک خود از طرح سه‌بعدی را در نظر بگیرد، اطمینان حاصل کند که عملیات آن ایمن است و دستورات انسان را به یک برنامه منسجم بگنجاند.
با پیشرفت این تحقیق، امکانات جدیدی برای استفاده از ربات‌ها در ساخت‌وساز باز می‌شود.
برایان لی، پژوهشگر پسادکتری در آزمایشگاه آتاناسوف، مزیت‌های این رویکرد جدید به تجسم و عمل رباتیک را توضیح داد.
“تاریخاً، ربات‌ها فقط حرکت‌های احتمالی خود را شبیه‌سازی می‌کردند. حالا، با نقشه‌برداری بصری، آن‌ها می‌توانند مناطق امنی را که می‌توانند در آنجا عمل کنند یا با اجسام تعامل داشته باشند ارزیابی کنند،” او توضیح داد.
این قابلیت گسترش‌یافته امیدوارکننده است برای ایجاد کاربردهای رباتیکی انعطاف‌پذیرتر و سازگارتر.
با تکامل زمینه ساخت‌وساز به سمت طراحی مدولار — جایی که پروژه‌ها از اجزای پیش‌ساخته مانند بلوک‌های ساختمانی ساخته می‌شوند — پتانسیل نقش‌آفرینی چشمگیر ربات‌ها افزایش می‌یابد.
آتاناسوف آینده‌ای را تصویر می‌کند که در آن ربات‌ها به‌دلیل عناصر از پیش‌ساخته، ساخت‌وساز را ساده‌سازی می‌کنند.
“با آماده کردن بسیاری از مؤلفه‌ها از قبل، ربات‌ها ساخت و تحویل پروژه‌ها را آسان‌تر خواهند یافت،” او بیان کرد، و به یک تغییر تحول‌آمیز در نحوهٔ عملکرد ساخت‌وساز در سال‌های آینده اشاره کرد.
تحقیقات انجام‌گرفته توسط تیم UCSD یک گام حیاتی به سوی آینده‌ای ایمن‌تر و کاراتر در صنعت ساخت‌وساز را نشان می‌دهد، با استفاده از توانایی رباتیک برای غلبه بر چالش‌های پیچیده در این صنعت.
