前沿|​志在外太空的建筑工地机器人

2022-09-03 09:46:03

机器人现在火得很,几乎遍布了各个行业,唯独建筑行业还没见到过。不过,如果建筑工地上有了机器人,是不是就不会有那么多工伤事故了,这对建筑行业绝对是好事啊。
 
国内还没有研发建筑机器人的,但德国已经开始了。来自瑞士的苏黎世联邦理工学院和苏黎世应用科技大学的学生团队,正在研发一个叫做 CHRION 的——自主建筑工地机器人,希望可以将建筑工地的人工伤亡风险降到最低。CHRION 原是希腊神话中的半人半马神,取这个名字也是期望有了神的庇护可以在建筑工地中实现零事故,减少人员伤亡。

这款机器人也跟半人半马神一样,有两个完全不同的部分组成,上半部分配有六个自由度的液压机械臂,下半部分是基于 item MB 工业铝型材装配系统的移动底盘。采用了尖端科技的它,甚至可以成为未来外太空任务的有力竞争者。

群英荟萃
CHRION 的设计团队都是专业人员,有 8 名机械工程学生、2 名电气工程学生和 3 名系统工程学生。这个设计项目只是苏黎世应用科技大学的本科阶段一门普通的课程,却是苏黎世联邦理工学院的"核心课程",是学生在本科最后一年必须要完成的任务。学生们必须竭尽所能投入研发,才有可能完成。而且,这也是他们的毕业论文的重要组成部分。
 
开始的几周是最难的,学生们遇到了 N 多问题。Peter Zhang 说:"我们要做的是一个全新的东西,所以没有人能够指导我们,全都要靠自己去摸索。"他学的是机械工程,也是机械手臂设计团队的一员。他们团队设计的机器人能够提起 30 公斤的负载并向前移动,而且手臂本身的重量仅为 74 公斤,相比同类机械手臂至少轻五分之一。

它的手臂上可以加装各种工具,只需要在后台设置好软件就行。团队中的两位成员开发出了一种石膏喷涂工具,配有一个泵和一个特殊的应用程序。有了这种工具,家里装修刷墙也可雇机器人来干了。
 
由于工期紧张,他们选择用四轮模块化实现机械化解决方案。Peter 说:"苏黎世联邦理工学院的学生用了很多 item 的型材,功能扩展非常容易,而且非常灵活,节省了很多调整的时间。这对我们来说是一个巨大的优势。"
 
他们还使用了 item 的防护外壳,用于为机器人加装的工具提供保护,同时可防止机械手臂中的液压装置因使用不当出现意外。

志在太空
这么优秀的机器人,只是搬砖刷墙未免有点浪费。团队成员们在参加一项重大活动时,也对 CHRION 的未来前景进行了设想。
 
在采尔马特的马特宏峰冰川天堂的冰川宫开展的 IGLUNA 项目,来自欧洲 9 个国家的 20 个学生小组,应瑞士空间中心和欧洲航天局的邀请聚在一起。
 
他们都带着自己的创新发明,共同研究如何能够让人类在月球上生存下来。这在以前听起来就像科幻小说,而在地球环境日益恶化的今天,已经不是天方夜谭了。

冰川高达 3883 米,延伸至地表以下 15 米,呈现出的极端条件与月球表面十分相似,温度稳定在 -4℃。要想充分的利用这些恶劣环境就必须要有真正的创新精神。活动期间大家展示的应用范围,从月球栖息地的建筑设计和快速生产食物的创意,到适应宇航员偏好的人工智能等等,不一而足。
 
 CHRION 特别配备了电锯,能够在活动中充分发挥出它的优势:"我们的项目旨在证明机器人可以被送上月球,用于建筑施工,建造安全住房。它可以用链锯切割冰块,并砌成冰墙。或利用它大步快速前进。"
 
目前,CHRION 还不是一个自主机器人,需要由人工通过电脑界面进行操作。电脑界面提供两种选择,一种用于控制单个关节以移动机械手臂,另一种用于设定机器人的轨迹。同时,还会单独计算其关节的移动方式,比如在石膏喷涂过程中的移动方式。
 
同时,该团队正在开发一个新的软件,研究怎么才能在毫无人为干预的情况下,让机器人检测并捡起石头,还能把它们搭建成特定的结构。谈到职业前景,学生们都为研发出 CHRION 而兴奋,他们可以将学到的知识用于实践,而过程中积累的经验比金子更加珍贵。

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