La technologie des caméras aériennes des stades sportifs est maintenant utilisée pour construire
Au-dessus du terrain lors du récent Super Bowl, un petit robot était suspendu sous tension. Fixé sur des fils et capable de monter en flèche et de piquer du nez en trois dimensions, le robot est aussi une caméra vidéo appelée SkyCam, désormais un incontournable de la diffusion sportive. Une nouvelle itération de cette technologie veut devenir la base d’une autre industrie, mais au lieu de transporter une caméra et de capturer des coups d’envoi de football, cette version transportera et empilera des briques.
Développé par une équipe interdisciplinaire de chercheurs de l’Université chinoise de Hong Kong, CU-Brick est un robot à câble capable de construire des structures précises et complexes, pièce par pièce. Des projets de démonstration montrent le robot sifflant dans les airs et empilant proprement des briques le long de la base d’un mur. Ses créateurs voient la technologie comme une innovation potentiellement révolutionnaire pour l’industrie de la construction, augmentant la vitesse, la précision et la sécurité des projets de construction.
Créé par Darwin Lau du département d’ingénierie mécanique et d’automatisation et Adam Fingrut de l’école d’architecture, CU-Brick se déplace comme l’une de ces caméras de stade, avec quatre ancres aux coins du chantier et des câbles de connexion passant au-dessus. Lié à un modèle 3D du projet, le robot prend une brique à un endroit et la dépose à un autre jusqu’à ce que la structure soit complète.
« Les robots à câble peuvent sembler différents, mais si nous repensons à une étape en arrière, c’est comme si vous pouviez imaginer plusieurs grues assemblées », déclare Lau.
Ils ont testé cette idée à des échelles de plus en plus grandes, d’abord avec des tests de 6,5 pieds carrés en laboratoire, puis mis à l’échelle jusqu’à une structure temporaire avec des murs de 13 pieds. au musée des sciences de Hong Kong. Bientôt, ils utiliseront le robot pour construire une structure permanente sur le campus CUHK avec des murs de plus de 30 pieds de long.
Ce projet plus vaste devrait être construit dans quelques mois. La structure est destinée à être une sorte de site de collecte de recyclage et de pavillon de recyclage, avec des armoires intégrées permettant aux étudiants de déposer les vieilles piles et de donner ou de prendre des articles réutilisables, comme des livres et des appareils électroniques. Le pavillon à peu près en forme de plus aura des murs de briques ondulés qui s’évasent à certains endroits pour créer l’espace de stockage pour les réceptacles de recyclage. Des bancs seront également ajoutés manuellement.
L’idée est que cette conception, bien qu’elle ne soit pas impossible à construire pour un humain, peut être construite avec plus de précision par un robot contrôlé par ordinateur. « Il s’agit d’illustrer le potentiel de la conception et comment nous pouvons obtenir un maximum de variété », explique Fingrut. « Cela devient une opportunité de conception. »
Cela peut également rendre le processus de construction plus sûr. Lau dit que le système pourrait éventuellement être étendu pour transporter des matériaux de construction plus lourds, ou même des modules entiers de la taille d’une pièce, réduisant ou même éliminant le besoin pour les travailleurs humains de transporter de lourdes charges. « Nous voulons que ce soit un site sûr. C’est le but. Sûr mais aussi économiquement logique », déclare Lau.
Fingrut dit qu’il est trop tôt pour dire si CU-Brick accélérera le processus de construction, car le projet de démonstration vise davantage à montrer la dextérité du système. Mais lui et Lau s’attendent à ce que ce type d’automatisation puisse rendre la construction plus rapide et moins chère. « Les machines avec lesquelles nous avons travaillé sont capables de fonctionner sans pause déjeuner », déclare Fingrut.
CU-Brick n’automatise pas complètement le processus de construction. Pour le projet de pavillon de surcyclage, le système comprendra un robot pour scanner et sélectionner les briques. Ensuite, un humain appliquera la bonne quantité de mortier en fonction de l’étape de construction, et CU-Brick transportera et placera la brique directement à l’emplacement indiqué dans le modèle 3D.
Les robots ne sont pas nouveaux dans le monde de la construction. Des technologies automatisées comme les bras robotiques multi-axes ont été utilisées pour explorer la construction pick-and-place, où un bras prend des blocs de construction individuels et les empile progressivement dans une structure, soit à partir d’un point fixe, soit d’une base mobile. Des drones volants ont même été suggérés comme auxiliaires de travail potentiels pour ce type de construction au coup par coup. Toutes ces options ont leurs limites, de la hauteur à laquelle elles peuvent être construites au poids des matériaux de construction. CU-Brick, dit Lau, « peut avoir un grand espace ainsi qu’une bonne charge utile à transporter ».
Selon Fingrut, l’un des autres avantages du système CU-Brick est sa taille compacte, en particulier lorsque les structures existantes peuvent être utilisées pour créer les quatre points d’ancrage des câbles. « L’ensemble du système pourrait être un ordinateur portable, et le reste tient dans une petite valise ou un sac à dos », dit-il. Comparé à un bras robotisé, qui pourrait nécessiter un tracteur pour se déplacer d’un endroit à un autre sur un chantier, CU-Brick est une alternative polyvalente.
C’est aussi un moyen de résoudre un problème de main-d’œuvre qui sévit dans l’industrie mondiale de la construction. Pour les travaux manuels répétitifs comme la maçonnerie, les robots offrent une solution viable.
« Ce n’est pas une question de robots remplaçant les travailleurs humains, c’est qu’il n’y a pas de travailleurs humains qui veulent faire ce travail », explique Lau.