Si parlerà del futuro delle macchine edili autonome o almeno intelligenti da utilizzare in cantiere, al prossimo Bauma 2022, la fiera mondiale per macchine edili, macchine per materiali da costruzione, macchine da miniera, veicoli da costruzione e macchine edili.
Tim – Oliver Müller | Direttore Hauptverband der Deutschen Bauindustrie eV
«Le macchine che guidano e lavorano in modo autonomo sono tra le grandi visioni per il futuro del settore edile. Tuttavia, la “vera” autonomia nelle macchine edili è altamente improbabile nel prossimo futuro, perché, a differenza dell’ambiente di lavoro autonomo di una cava o di una miniera, ad esempio, ci sono complesse sfide tecniche e relative alla sicurezza. E’ molto più realistico e realizzabile per il settore edile sviluppare e utilizzare macchine edili “intelligenti” con funzioni semiautomatiche, automatizzate o di supporto, e farlo per processi di costruzione selezionati, come in lavori di sterro, costruzione di strade o costruzioni pesanti speciali. Tali soluzioni hanno il potenziale per notevoli incrementi di efficienza e produttività e potrebbero togliere peso agli operatori delle macchine da attività ripetitive e faticose. Le macchine intelligenti sarebbero anche un vantaggio da non sottovalutare in tempi in cui c’è carenza di manodopera qualificata».
Machines in Construction 4.0
In primo luogo, per consentire l’automazione parziale anche nei cantieri più complessi, è essenziale la comunicazione macchina-macchina tra produttori. Insieme all’Associazione principale dell’industria edile tedesca (Hdb), l’Associazione dell’industria dell’ingegneria meccanica e. V. (Vdma)h vuole creare le condizioni migliori per questo. Per questo motivo, le associazioni hanno fondato il gruppo di lavoro “Machines in Construction 4.0” (Mic 4.0) al Bauma 2019.
Darius Soßdorf | Amministratore delegato MiC 4.0
«Attualmente abbiamo 105 membri provenienti da sette nazioni e 31 gruppi di lavoro. Affinché in futuro i processi nei cantieri possano essere eseguiti in modo più digitale, più intelligente e, in definitiva, più autonomo, è necessario standardizzare elementi come i dati sullo stato delle macchine. Questo inizia con l’informazione se una macchina è accesa o spenta. “Sebbene i produttori l’abbiano definito finora per i loro prodotti, ora questo vale per tutti i produttori che si impegnano per Mic 4.0: in qualsiasi macchina da costruzione con un motore a combustione interna che invia il segnale ‘on’, l’albero a gomiti del motore ruota. L’approccio congiunto qui attuato è del tutto nuovo e unico».
Questo e molti altri risultati raggiunti da MiC 4.0 negli ultimi tre anni saranno presentati al pubblico specializzato nella sala innovazione Lab0 al Bauma 2022. Oltre alla presentazione dei documenti elaborati, ci sarà anche una dimostrazione fisica.
Esempio di lavoro con cobot
Maximilian Schöberl della Cattedra di Materials Handling, Material Flow, Logistics presso l’Università tecnica di Monaco, prevede che, tra dieci anni, vari cobot saranno attivi nei cantieri. Con il termine “cobot” si intende “collaborazione” e “robot”. Si riferisce a robot progettati per la collaborazione diretta con gli esseri umani.
Schöberl e un gruppo di ricerca della presidenza prevedevano di vedere sviluppi in questa direzione sotto forma di un compattatore a piastre vibranti radiocomandato commercialmente valido. Questo è stato inizialmente reso “pronto per l’automazione” con sensori e unità di controllo appropriati. Alla fine, gli scienziati hanno accoppiato la macchina a un escavatore secondo il principio del seguire il leader: l’escavatore ha creato un piano, mentre il compattatore a piastra vibrante lo ha seguito costantemente in modo indipendente, comprimendo la massa. La collaborazione ha consentito di alternare le fasi di lavoro in parallelo e, nel caso ideale, di dimezzare il tempo di processo.
Ispezioni con i robot
I robot possono aiutare a monitorare lo stato dei progetti di costruzione, come il ponte Köhlbrand di Amburgo, lungo 3,6 km? Questa è una delle domande su cui stanno lavorando i ricercatori dell’Istituto per la costruzione digitale e autonoma dell’Università tecnica di Amburgo. Per farlo, utilizzano un robot mobile a quattro zampe, l’I-Dog. La macchina ha le dimensioni di un barboncino ed è dotata di sensori per misurare, elaborare e analizzare i dati sulle strutture degli edifici. È anche in grado di registrare e analizzare le vibrazioni, che possono essere utilizzate per rilevare danni strutturali.
Per la sua precisa localizzazione nello spazio, uno dei requisiti chiave dei sistemi mobili autonomi, questo cane da fiuto meccanico utilizza la tecnologia Light Detection and Ranging (Lidar), che consente di trarre conclusioni sulla propria posizione sulla base di scansioni laser.
Il già citato ponte Köhlbrand di Amburgo funge da oggetto di riferimento in un progetto avviato di recente. Per effettuare i sopralluoghi, diversi I-DOG devono muoversi sul progetto di costruzione monumentale, che è stato avviato nel 1974 ed è elencato come monumento culturale. Raccoglieranno i propri dati e acquisiranno i dati generati da sensori intelligenti installati in modo permanente nel ponte.
Il project manager prof. Kay Smarsly ha affermato che «l’obiettivo è avere flotte di robot che comunichino tra loro. Combinando i dati dei sensori, viene creato un quadro completo delle condizioni dell’edificio con uno sforzo relativamente ridotto. Possiamo quindi inserire questo in un modello digitale, ad esempio per la pianificazione della ristrutturazione».
Altre informazioni sull’I-Dog e le sue possibili applicazioni sono inoltre disponibili nella sala innovazione Lab0 presso lo stand “Science Hub”.
