Il sistema può essere personalizzato a seconda delle dimensioni della facciata su cui si deve lavorare. Superfici più grandi necessitano di cavi più lunghi e modelli diversi. Per gli scienziati di questo progetto di ricerca europeo la sfida principale è quella di ottenere la giusta tensione dei cavi.

“Da questo parametro dipende la dimensione del resto dei componenti della piattaforma – sottolinea Mariola Rodriguez Mijangos, un altro ingegnere impegnato nel progetto -. Il costo dell’intera installazione dipende da questo. Più grande è la tensione necessaria, più costosa sarà l’intera installazione. La nostra sfida principale è quella di capire qual è la tensione minima necessaria affinché il robot sia in grado di svolgere i suoi compiti”.

Tecnologia pronta tra 5-10 anni

Gli scienziati vedono grandi vantaggi nel sistema, tra cui rapidità e precisione nell’esecuzione dei compiti. Il robot permetterebbe non solo di installare facciate continue, pannelli solari o altre superfici di costruzione, ma potrebbe contribuire alla scansione, verniciatura, pulizia, sostituzione di elementi danneggiati o riparazione di crepe.

I robot sono in grado di eseguire i compiti in modo seriale, automatizzato, sempre con lo stesso schema. In questo modo è sufficiente installarlo una volta in maniera corretta: le volte successive basterà installarlo alla stessa maniera. In questo modo averemo un aumento notevole della qualità.

I ricercatori considerano questa tecnologia un utile passo avanti per aumentare la competitività del settore edile, il più grande datore di lavoro industriale dell’Unione europea: rappresenta circa il 9% del pil e impiega una forza lavoro di circa 18 milioni di persone.

Per un’impresa di costruzioni questo sistema presenta due vantaggi. Uno è l’effettiva riduzione dei tempi di installazione quando si costruiscono facciate continue: questo si traduce in un profitto per l’azienda. Il secondo è la riduzione, o la minimizzazione, dei rischi per la sicurezza. I compiti in quota sono eliminati, o ridotti al minimo, così ci sono molti meno rischi che i nostri lavoratori possano cadere dalle impalcature.

Stando ai ricercatori questa tecnologia potrebbe essere pronta per l’utilizzo nei cantieri nell’arco di 5-10 anni.

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Per secoli, l’industria delle costruzioni ha lavorato con gli stessi materiali e gli stessi processi.

Ma ora – con una popolazione globale in rapida crescita, una forza lavoro in calo nel settore edile, una bassa produttività e un’immensa domanda di abitazioni e di tecniche di costruzione più sostenibili – la pressione sta cambiando.

L’ascesa della tecnologia è un’enorme opportunità per l’industria delle costruzioni, che le consente di superare molte delle sue sfide e allo stesso tempo allarga il suo appeal ai giovani talenti.

Mentre l’automazione è già entrata nell’edilizia in diversi modi, portarla molto più lontano potrebbe essere una vera e propria trasformazione; colmare le lacune in cui non si riesce a trovare manodopera qualificata, liberare gli altri per concentrarsi su lavori più importanti e migliorare l’efficienza, aumentando al contempo la qualità.

PROGETTARE CON L’IA

In fase di progettazione, architetti e ingegneri stanno già utilizzando strumenti di modellazione che automatizzano il lavoro che tradizionalmente sarebbe stato fatto manualmente.

Alcuni stanno ora utilizzando software di “progettazione predittiva” – dove l’intelligenza artificiale (IA) progetta edifici e infrastrutture conformi alle normative e alle migliori pratiche.

Se da un lato l’importanza culturale dell’architettura rende improbabile che il processo di progettazione sia mai completamente automatizzato, dall’altro l’intelligenza artificiale potrebbe presto svolgere un ruolo importante nell’ottimizzazione dei progetti, attingendo alle migliori pratiche dall’apprendimento di migliaia di progetti.

Semplicemente inserendo i dettagli sulle condizioni del sito e i risultati desiderati, le macchine potrebbero progettare la migliore casa, ospedale o scuola possibile per quello scenario, nel pieno rispetto delle normative.

Ciò si baserebbe sui progressi già compiuti nella produzione fuori sede.

Con elementi di un edificio in grado di essere prodotti in serie in fabbriche automatizzate – dai componenti di piccole dimensioni fino a interi moduli – l’IA sarà in grado di selezionare i materiali da costruzione da un kit di parti prestabilito, parti che possono essere prodotte in modo efficiente e sostenibile in scala.

IL CANTIERE AUTOMATIZZATO

L’automazione sta ora iniziando a trasformare anche i cantieri.

Sulla base dei dati digitali sviluppati nei modelli informativi in fase di progettazione, è ora possibile svolgere un’ampia gamma di compiti con maggiore precisione da parte delle macchine.

Una tecnologia come il Machine Control della Topcon combina il GPS con l’impianto di costruzione e i modelli digitali per automatizzare parzialmente compiti come i lavori di terra.

Con la macchina che utilizza il GPS per calcolare la sua posizione e piani digitali altamente accurati, può effettuare scavi o classificazioni in modo più rapido, sicuro ed efficiente. I lavori possono anche essere regolati attraverso aggiornamenti in tempo reale.

Anche nei cantieri cominciano ad emergere veicoli completamente autonomi, che attualmente svolgono compiti semplici ma che richiedono molta manodopera, come le ispezioni o il trasporto di materiali.

Col tempo, sciami di veicoli autonomi artificialmente intelligenti – con consapevolezza condivisa – potrebbero coordinarsi per pianificare e completare i lavori in tempi record – trasformando l’efficienza e riducendo i costi, limitando al contempo l’impatto ambientale.

L’emergere di veicoli semiautomatici e completamente autonomi fa infatti parte di una più ampia ascesa della robotica in tutta l’edilizia.

I bracci meccanici sono già programmati per svolgere una serie di compiti ripetitivi e ad alta intensità di manodopera – come la movimentazione di materiali, la legatura di armature, la costruzione di muri in muratura e persino di strutture per la stampa 3D.

All’avanguardia, alcuni robot stanno già assumendo forme più realistiche, tra cui Spot-Mini della Boston Dynamics – che viene sperimentato nel rilievo e nell’ispezione dei cantieri edili – e il robot umanoide “HRP-5P” sviluppato dall’Istituto Nazionale giapponese di Scienze e Tecnologie Industriali Avanzate (AIST).

Il futuro potrebbe benissimo vedere queste macchine con sembianze umane prendere il sopravvento su alcuni degli elementi più diretti e di lavoro dell’edilizia – non sostituendo i ruoli di lavoro, ma colmando le lacune in cui non si riesce a trovare manodopera e contribuendo a fare un cambiamento radicale nella produttività.

Anche i veicoli aerei senza pilota (UAV) o i “droni” stanno ora prendendo il volo, riducendo drasticamente il tempo necessario per completare i rilievi e consentendo ispezioni più informate del cantiere o dell’edificio.

Se i droni assumessero un ruolo ancora più ampio, potrebbero supportare la costruzione di sciami, la stampa aerea 3D di strutture o anche il trasporto di materiali e persone tra i luoghi.

Con il progredire dei lavori di costruzione, strumenti come il GTL-1000 di Topcon – che combina la potenza di messa a punto di una stazione totale robotizzata (RTS) con uno scanner laser ad alta definizione – consentono ai team di progetto di raccogliere potenti dati “mentre vengono costruiti” sui loro progetti, sbloccando una più accurata reportistica dei progressi e contribuendo a ridurre drasticamente gli errori in cantiere.

GESTIONE DIGITALE DEGLI EDIFICI

Una volta terminati i lavori di costruzione, una parziale automazione della gestione degli edifici e delle strutture potrebbe migliorare il modo in cui essi sostengono il nostro benessere e ridurre i costi di gestione.

Mentre i robot e le macchine per la manutenzione autonoma vengono ora trainati, stiamo già vedendo alcuni edifici che condividono informazioni avanzate su come vengono utilizzati, sull’età dei loro sistemi e sul loro utilizzo energetico, consentendo loro di funzionare in modo più efficiente.

Se aggregati a livello globale, questi dati possono essere utilizzati per informare i progettisti all’inizio del processo e le persone e i robot in loco, migliorando l’ambiente costruito che tutti noi utilizziamo ogni giorno.

Anche se l’automazione spesso suscita timori di perdita di posti di lavoro, è importante ricordare che molti di questi sviluppi sono nati da una carenza di competenze in tutto il settore che molti programmi di apprendistato e di carriera devono ancora risolvere.

Se lasciata senza controllo, la carenza potrebbe portare a un aumento dei costi di costruzione e alla mancanza di edifici chiave come case o ospedali, mentre il settore fatica a stare al passo con la domanda.

Questi progressi creano anche industrie completamente nuove di per sé, con la necessità di una forza lavoro umana riqualificata.

In un mondo che sta ponendo più richieste che mai all’edilizia, e con la nostra progressione su questo pianeta che ora dipende dalla creazione di un numero sufficiente di case, dalla cura degli altri e dalla limitazione dell’impatto ambientale del nostro ambiente costruito, l’automazione di grandi parti dell’edilizia è la chiave del nostro futuro.