Точное расположение крупных валунов неправильной формы при возведении каменной кладки – задача, требующая значительных физических и интеллектуальных усилий. Исследователи из ETH Zurich разработали робота HEAP, предназначенного для автоматизации этого процесса.
HEAP (Hydraulic Excavator for an Autonomous Purpose), по сути, является модифицированной 12-тонной шагающей экскаваторной машиной Menzi Muck M545. В конструкцию были внесены изменения, включающие установку системы глобального позиционирования GNSS, инерциальной измерительной системы (IMU) на раму, блока управления, а также лидаров в кабине и на стреле экскаватора.
В рамках недавнего эксперимента HEAP провел сканирование строительной площадки, сформировал ее трехмерную модель и определил местоположение валунов весом до нескольких тонн, расположенных на площадке. После этого робот поднимал каждый валун, используя технологию машинного зрения для оценки его массы, центра тяжести и определения трехмерной формы.
Затем алгоритм, встроенный в модуль управления HEAP, рассчитывал оптимальное расположение каждого валуна при строительстве стены высотой 6 метров и длиной 65 метров методом сухой кладки. Сухая кладка подразумевает возведение конструкции из камней без использования связующего материала. Робот приступил к работе, укладывая приблизительно от 20 до 30 валунов за один цикл строительства.
В процессе создания участвовали эксперты из Gramazio Kohler Research, Robotics Systems Lab, Vision for Robotics Lab и Chair of Landscape Architecture. В рамках National Centre of Competence in Research for Digital Fabrication (NCCR dfab) они создали это новаторское программное обеспечение для проектирования.
Работа “Представлена концепция автоматизированной выемки грунта и кладки сухих каменных конструкций с использованием местных материалов. Статья, посвященная этой разработке, недавно появилась в журнале Science Robotics.
