تطوير حفار آلى يمكنه بناء مبانى المستقبل بطريقة أسرع وصديقة للبيئة

حفار آلى

كتبت هبة السيد

الجمعة، 24 نوفمبر 2023 01:00 ص

يعمل باحثون في مختبر الأنظمة الروبوتية التابع لـ ETH Zurich في سويسرا على تدريب حفار مستقل لبناء جدران حجرية باستخدام صخور تزن عدة أطنان، دون تدخل بشري، ففي المهمة الأولى للآلة، قامت ببناء جدار تحميل بارتفاع ستة أمتار وطول 65 مترًا، وحال تم التوسع في هذا الحل، فإنه يمكن أن يمهد الطريق لبناء أسرع وأكثر استدامة.

وباستخدام مستشعرات LiDAR، يرسم الحفار بشكل مستقل خريطة ثلاثية الأبعاد لموقع البناء ويحدد كتل البناء والحجارة الموجودة للجدار، كما تتيح الأدوات المصممة خصيصًا ورؤية الماكينة (قدرة الكمبيوتر على الرؤية) للحفار إمكانية مسح الحجارة الكبيرة والتقاطها في بيئته المباشرة، كذلك يمكنه أيضًا تسجيل وزنهم التقريبي بالإضافة إلى مركز ثقلهم.

تحدد الخوارزمية بعد ذلك أفضل موضع لكل حجر، ويضع الحفار كل قطعة في الموقع المطلوب ضمن مسافة سنتيمتر واحد من الدقة، كما يمكن للآلة المستقلة وضع ما بين 20 إلى 30 حجرًا في شحنة واحدة، وهو ما يمكن أن توفره عملية تسليم واحدة تقريبًا.

والحفار المسمى HEAP عبارة عن جهاز Menzi Muck M545 المعدل طوره الباحثون لاختبار إمكانات الآلات المستقلة في البناء، ونظرًا لأن HEAP دقيق جدًا، فإنه يفتح إمكانية استخدام الحجارة والركام من مصادر محلية لبناء الجدران، بدلاً من المواد الجديدة مثل الطوب، وفقا لما أوردته TheNextWeb.

تم تشييد الجدار في منطقة صناعية بجوار مطار زيوريخ، بإدارة شركة إيبرهارد للإنشاءات، حيث تستخدم الشركة الموقع وتقنياتها المختلفة، لتوضيح طرق اللازمة لجعل البناء أكثر دائرية - عن طريق تقليل النفايات إلى أقصى حد ممكن.

وكان استخدام الحفارين المستقلين أمراً وارداً منذ فترة، وليس فقط في سويسرا، ففي عام 2017، تم تأسيس شركة Build Robotics الأمريكية الناشئة لجلب الحفارين الآليين إلى الاتجاه السائد، في ذلك الوقت توقع الرئيس التنفيذي نوح ريدي كامبل أن تصبح المعدات ذاتية القيادة بالكامل شائعة في مواقع البناء قبل أن تصل السيارات ذاتية القيادة بالكامل إلى الطرق العامة، لكن الفكرة لم تتقدم بعد إلى ما بعد مرحلة النموذج الأولي.

وتعتبر الأتمتة أسهل في التنفيذ على المهام المتكررة ذات النتائج المتوقعة - كما هو الحال في خطوط تجميع التصنيع، لكن موقع البناء هو بيئة معقدة وفوضوية حيث تكون السلامة ذات أهمية قصوى، وكما هي الحال مع السيارات ذاتية القيادة، فإن العالم ببساطة ليس مستعداً بعد للانتشار الواسع النطاق للحفارات والرافعات والشاحنات ذاتية القيادة.

ومع ذلك هناك تطبيقات أخرى لتقنيات الروبوتات في البناء يجري تنفيذها، على سبيل المثال تجمع شركة HyperTunnel الناشئة في المملكة المتحدة بين روبوتات السرب والذكاء الاصطناعي لحفر الأنفاق بسرعة تصل إلى 10 مرات أسرع من الطرق التقليدية، تتضمن العملية المقترحة حقن بطانة النفق في الأرض ثم إزالة النفايات باستخدام سرب من المركبات الآلية الصغيرة المستقلة.

مجال آخر من مجالات النمو السريع هو بناء المنازل باستخدام الطابعات ثلاثية الأبعاد العملاقة، مثل تلك التي طورتها الشركة الدنماركية COBOD، وفي المملكة المتحدة، يجري حالياً بناء مشروع سكني يضم 36 منزلاً بهذه الطريقة، ويزعم أنصارها أن الروبوتات الضخمة ستبني المنازل بشكل أسرع وأكثر أمانًا واستدامة من الطرق التقليدية.