Robotika ve stavebnictví

Zavádění robotiky a digitálních technologií ve stavebnictví není bez problémů. Mezi hlavní překážky patří:

• Nekvalifikovaná pracovní síla: Stávající pracovní síla může postrádat dovednosti potřebné k obsluze pokročilých robotických systémů, což vyžaduje značné investice do školení a vzdělávání.
• Izolovaná struktura průmyslu: Roztříštěnost stavebnictví často vede k odporu vůči standardizovaným procesům a integraci, které jsou nezbytné pro efektivní implementaci robotických technologií.
• Návratnost investic a kapitálových výdajů: Počáteční náklady na robotickou technologii mohou být neúnosné, s nejistou návratností investičních plánů, které mohou mnoho společností odradit od jejich přijetí.
• Jedinečnost projektu: Každý stavební projekt je jedinečný, což ztěžuje implementaci standardizovaných robotických řešení, která je nutno aplikovat na různá místa a podmínky.

Tato robotická digitální revoluce nicméně dokáže překlenout propast mezi plány vypracovanými v kanceláři a stavbou. Dláždí cestu pro novou éru stavebnictví, kde jsou projekty dokončovány rychleji, bezpečněji a s větší přesností než kdykoli předtím. Tento článek se zabývá různými typy robotiky, jejich praktickému využití, dopadem na dynamiku pracovní síly a tržními trendy ve stavebnictví.

K dosažení různých cílů se používají různé typy robotiky:

• Automatizované a dálkově ovládané stroje na přesné úkoly: Robotická ramena, která jsou často vybavena pokročilými senzory a umělou inteligencí, se používají pro úkoly, jako je svařování, lakování nebo dokonce sestavování složitých součástí⁽¹⁾. Tito roboti mohou neúnavně pracovat a dosahovat vysoké přesnosti, která je pro lidské pracovníky náročná.
• Drony a robotická ramena pre vyšší bezpečnost: Využití robotiky může výrazně zlepšit bezpečnost na staveništích. Například drony jsou široce používány pro průzkumy a poskytují letecké pohledy v reálném čase, které pomáhají stavebním manažerům monitorovat pokrok a plánovat logistiku, aniž by byli lidé vystaveni nebezpečí. Podobně robotická ramena vykonávají velice přesné úkoly, jako je svařování a lakování v nestabilním nebo nebezpečném prostředí, čímž se minimalizuje riziko pro lidské pracovníky.
• Roboti pro zvýšení produktivity: Roboti pomáhají řešit kritický nedostatek pracovních sil tím, že vykonávají opakující se a pracovně náročné úkoly, jako je sériové vrtání kotevních otvorů. Roboti mohou pracovat bez přerušení, což zvyšuje efektivitu pracovních postupů a udržuje hramonogram projektu.

Udržitelnost je klíčovým zájmem ve stavebnictví a robotika se zdá být v tomto úsilí mocným spojencem. Tato část zkoumá, jak může robotika přispět k udržitelným stavebním postupům a pomoci snížit dopad stavebních projektů na životní prostředí snížením množství odpadu, optimalizací zdrojů a podporou technik šetrné výstavby.

• Snížení množství stavebního odpadu: Přesnost robotů minimalizuje chyby při výstavbě, čímž se snižuje plýtvání materiálem. Například automatizované procesy řezání a montáže zajišťují optimální využití materiálů a minimalizují odpad a šrot. Podle zprávy Světového ekonomického fóra může tato optimalizace vést k výraznému snížení stavebního odpadu, kterého je na skládkách nejvíce.
• Optimalizace využívání zdrojů: Přestože robotika hraje zásadní roli při optimalizaci využívání zdrojů, rostou obavy, kolik energie tyto technologie spotřebují.⁽²⁾ Pomocí pokročilých algoritmů a umělé inteligence lze stavební roboty naprogramovat tak, aby pracovali efektivněji a snižovali svou spotřebu energie. Tato optimalizace je zásadní pro zajištění toho, aby roboti přispívali k ekologičtějším stavbám a ne ke zvyšování uhlíkové stopy. Mezinárodní časopis udržitelných stavebních technologií a rozvoje měst zdůrazňuje význam tohoto přístupu při vytváření udržitelnějších stavebních postupů.⁽³⁾ 
• Usnadnění šetrnější výstavby: Roboti se například stále častěji používají k instalaci solárních panelů a zelených střech, což jsou úkoly, které vyžadují vysokou přesnost a mohou být náročné na pracovní sílu.⁽⁴⁾ Roboti se také používají při 3D tisku k vytváření udržitelných stavebních materiálů z recyklovaných materiálů, podle studie zveřejněné v časopise Journal of Cleaner Production.

Kombinace umělé inteligence (AI) a robotiky ve stavebnictví nejen zvyšuje automatizaci fyzických úkolů, ale také výrazně zlepšuje přizpůsobivost robotických systémů dynamickým podmínkám na stavbě. Umělá inteligence interpretuje robotům data v reálném čase, přizpůsobuje se změnám a činí autonomní rozhodnutí, která pomáhají předcházet zpožděním a optimalizovat realizaci projektů. Tato schopnost je kritická ve složitých stavebních prostředích, kde se podmínky mohou rychle měnit a vyžadují rychlé úpravy pro udržení efektivity a harmonogramů projektu.

Významným příkladem robotiky poháněné umělou inteligencí ve stavebnictví je Hilti Jaibot. Tento robot je ukázkou toho, jak může umělá inteligence usnadnit řízení a realizaci projektů. Jaibot je navržen tak, aby označoval a vrtal otvory na stavbách podle digitálních plánů a využívá pokročilá polohovací a geoprostorová data k provádění úkolů s vysokou přesností. Jeho komponent AI zajišťuje, že se dokáže přizpůsobit měnícím se podmínkám na staveništi a činit rozhodnutí založená na datech pro optimalizaci pracovních postupů. Výsledkem je vyšší efektivita, přesnost a bezpečnost, stejně jako nižší mzdové náklady a menší fyzická zátěž pracovníků.

Kromě Hilti Jaibot existuje mnoho dalších příkladů, kdy umělá inteligence a robotika mění prostředí budov:

• Autonomní drony a vozidla: Tyto technologie se používají pro úkoly, jako je stavební průzkum a přeprava materiálu. Využívají umělou inteligenci k autonomní navigaci a provádění úkolů, zvyšují efektivitu a snižují potřebu manuální práce.
• Prediktivní údržba poháněná umělou inteligencí: Algoritmy umělé inteligence analyzují data ze stavebních strojů a předpovídají potřeby údržby. To pomáhá zkrátit prostoje a prodloužit životnost zařízení.
• 3D tisk ve stavebnictví: AI zvyšuje možnosti 3D tisku ve stavebnictví, optimalizuje design a použití materiálů pro udržitelné a efektivní stavební metody.
• AI v informačním modelování budov (BIM): Umělá inteligence se integruje se systémy BIM, aby zlepšila plánování, navrhování a řízení stavebních projektů a nabízela řešení, která dokážou předvídat a řešit složité problémy ve fázi návrhu.

Synergie mezi robotikou a 3D tiskem má významný dopad na stavební průmysl, zejména v modulární a prefabrikované výstavbě⁽⁵⁾. Tato kombinace přináší revoluci ve způsobu, jakým jsou budovy koncipovány, navrhovány a konstruovány.

Robotický 3D tisk ve stavebnictví nabízí řadu výhod. Za prvé výrazně urychluje proces výstavby. Pomocí robotického 3D tisku lze vytisknout celé konstrukce nebo části budov za zlomek času. Tato rychlost mění pravidla hry, zejména u projektů s krátkými termíny nebo v situacích, které vyžadují rychlou výstavbu, jako je pomoc při katastrofách.

Za druhé, nákladová efektivita robotického 3D tisku je velkou výhodou. Robotický 3D tisk pomáhá snižovat náklady na práci, materiál a logistiku. Může také snížit množství odpadu přesným použitím materiálu, což přispívá k úsporám nákladů a udržitelnosti životního prostředí.

Dalším kritickým aspektem robotického 3D tisku ve stavebnictví je přizpůsobení. Tradiční konstrukční metody mohou být omezující z hlediska možností návrhu. 3D tisk s pomocí sofistikovaného softwaru však umožňuje vytvářet složité návrhy na míru, kterých by jinak bylo obtížné nebo nemožné dosáhnout. Tato schopnost otevírá nové cesty pro architektonickou kreativitu a inovace.

Kromě toho je robotický 3D tisk ústředním bodem pokroku modulární a prefabrikované konstrukce. V tomto procesu se v továrně vytvářejí sekce nebo moduly budovy a poté se přepravují na staveniště k montáži. Robotický 3D tisk umožňuje rychlou a přesnou výrobu těchto modulů. Zajišťuje konzistentní kvalitu a lze jej přizpůsobit specifickým potřebám každého projektu.