С момента своего основания в 2010 году компания IndexLab поставила своей целью стимулировать трансформацию строительной индустрии посредством внедрения инновационных методов. Когда речь заходит о новых технологиях в строительстве, многие вспоминают 3D-печать, однако подход IndexLab отличается большей оригинальностью.
Научно-исследовательская лаборатория IndexLab, расположенная в Италии при Миланском политехническом университете, применяет художественный подход для расширения возможностей строительных технологий. Она занимается созданием скульптур сложной формы, замысловатых конструкций, фасадов и художественных инсталляций, используя передовые инструменты и процессы.
Именно акцент на искусстве является краеугольным камнем философии IndexLab в области проектирования для строительства. «Границы между строительством и искусством будут все сильнее стираться, а эстетика станет связующим звеном. Прежде всего, здание должно быть визуально привлекательным, после чего необходимо найти способ его реализации с учетом принципов устойчивого развития. Это всегда поиск компромисса между методами проектирования “сверху вниз” и “снизу вверх»», – делится основатель IndexLab Пьерпаоло Руттико (Pierpaolo Ruttico).
Необходимость пересмотра подходов к строительству диктует выход за пределы общепринятых технологий. IndexLab исследует такие методы, как ускоренное формование деталей из полистерола, предназначенных для серийного производства уникальных конструктивных элементов.
Значительную роль в этом процессе играют роботы ABB, которые используются для формирования конструкций. Архитекторы применяют алгоритмический подход при проектировании сложных геометрических форм, а затем трансформируют проект в инструкции для роботов.
IndexLab отмечает, что ключевыми достоинствами применения роботов ABB и алгоритмического программирования являются их гибкость и способность к адаптации. Это позволяет лаборатории воплощать свои замыслы в области тестирования решений и создания конструкций с несимметричным распределением массы. Особую ценность представляет техническая поддержка от ABB, которая способствовала оптимальному использованию роботов и раскрытию их потенциала для проверки инновационных технологий.
Разработанные решения служат платформой для демонстрации автоматизированных строительных процессов профессионалам отрасли и обучения нового поколения архитекторов, инженеров и строителей принципам проектирования, реализуемым при интеграции робототехники и программного обеспечения.
«В основе нашей технологии лежит полистирол; мы сочетаем резку пеноматериалов горячей проволокой с термоформованием, что позволяет создавать сложные формы и быстро собирать их без образования отходов», – подчеркивает основатель IndexLab Пьерпаоло Руттико. «Роботизированная резка горячей проволокой и термоформование значительно превосходят фрезеровку, напыление и полировку по скорости выполнения и экологичности. Этот метод, в сочетании с управлением роботом, позволяет непрерывно и систематически вносить изменения в элементы и достигать экономически выгодного массового производства персонализированных изделий».
IndexLab активно использует возможности роботизированной системы, применяя роботов для захвата и перемещения объектов, чтобы тестировать различные концепции, а затем использовать их при возведении фасадов непосредственно на строительных площадках.
В арсенале IndexLab представлен широкий перечень технологий, среди которых 3D-печать металлом, зарекомендовавшая себя как эффективный инструмент для изготовления индивидуальных соединительных элементов. Данная технология находит применение при сварке и обработке балок, к которым можно крепить детали, произведенные методом 3D-печати.
IndexLab обладает компетенциями в области печати на изогнутых поверхностях, разработки конструкций, объединяющих элементы, созданные с помощью 3D-принтера, и плоские панели для достижения сложной геометрии, роботизированной резки древесины и применения передовых композитных материалов для создания уникальных конструкций.
«Внедрение роботизированного производства существенно расширило границы возможностей в строительстве, – комментирует Пьерпаоло Руттико. – Это позволяет экономить время, средства, материалы и создавать сложные геометрические формы. Однако необходимо подходить к этому вопросу разумно: создание цельной конструкции посредством 3D-печати представляется нереалистичным сценарием, поскольку процесс будет крайне длительным при попытке построить крупное сооружение, например мост. Я вижу будущее в том, что множество компаний будут производить компоненты для 3D-печати, которые затем будут собираться непосредственно на строительной площадке».
По утверждению Пьерпаоло Руттико, прежде чем компании смогут широко внедрить роботов в строительный процесс, им потребуется значительный опыт. «Многие из них просто не осведомлены о существующих возможностях. Когда они узнают, что определенные задачи могут быть автоматизированы, это меняет их представление о потенциале технологий, и мы наблюдаем растущий интерес к использованию роботов в строительстве», – подчеркнул он.
Пьерпаоло Руттико считает университеты ключевым фактором развития подобных исследований. «Строительные организации не склонны инвестировать в собственные исследования и разработки, и им часто не хватает необходимой технической экспертизы для внедрения робототехники, – поясняет он. – Нас нередко спрашивают о том, какие специалисты им нужны, и мы рекомендуем привлекать инициативных и любознательных сотрудников, желательно с инженерным образованием. Работа с роботами требует постоянного обучения, и это может стать конкурентным преимуществом для компании, способной производить разнообразную продукцию».
Вопрос устойчивого развития строительной отрасли приобретает все большее значение, однако интерпретация этого понятия может различаться у разных специалистов. «Мы можем использовать переработанные материалы, такие как пластик, например, создавая новые изделия из отходов нейлоновых сетей, собранных в океане, и возвращая их в цикл производства, – говорит Пьерпаоло Руттико. – Все больше архитектурных бюро и инженерных компаний стремятся к созданию более легких и энергоэффективных конструкций. Поэтому в будущем дерево, вероятно, будет использоваться более широко вместе со сталью и бетоном для армирования, особенно при возведении высотных зданий. Главная задача заключается в поиске способов создания гибридных структур с использованием роботизированных систем».
По мнению Пьерпаоло Руттико, потребуется не менее одного поколения, чтобы роботы стали обычным явлением в строительстве. «В будущем люди и роботы будут работать вместе, – отмечает он. – Я не представляю себе сценария, в котором роботы смогут функционировать полностью автономно, но они будут помогать людям, улучшая качество жизни для всех».
По мнению Пьерпаоло Руттико, будущее строительной индустрии неразрывно связано с широким внедрением робототехники и автоматизированных технологий, что повлечет за собой существенные трансформации на рынке труда. Он прогнозирует увеличение потребности в специалистах инженерной, архитектурной и художественной направленностей: «Мы увидим рост числа инженеров, архитекторов и художников».
