作者:张梦然 来源:科技日报 发布时间:2023/11/23 14:44:21
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利用几何规划算法,自主挖掘机器人筑了堵石墙

 

科技日报北京11月22日电 (记者张梦然)据最新一期《科学·机器人学》报道,瑞士苏黎世联邦理工学院开发出一款新型自主机器人挖掘机HEAP,其可扫描、数字清点和堆垛材料,包括巨石和再生混凝土。在没有人类操作员帮助的情况下,这个12吨重的机器人构筑了稳定、无砂浆的石墙,并在此过程中开发了它所用材料的3D存储库。如果原来的墙壁不用了,这些材料可以很容易地回收和重新利用。

研究团队此次创造的自主机器人使用LiDAR测绘、图像分割和规划算法来建造结构合理的石墙。通过传感器,该挖掘机可自动绘制施工现场的3D地图,并定位用于建造墙体的现有建筑块和石头。专门设计的工具和机器视觉方法,使挖掘机能够扫描并抓取周围环境中的大石头,并记录它们的大致重量以及重心。算法确定每块石头的最佳位置,然后挖掘机通过将石头放置在所需位置来自行执行任务。根据这些计划,它组装了一堵10米长的独立墙和一堵65米长的挡土墙。

虽然这台机器放置每块石头的平均时间要比一群人长1.2分钟,但现场需要的人员非常少,这表明它有潜力解决当前劳动力短缺问题。此外,它制作的石墙可根据需要拆除和重新利用,有助于实现循环建筑。

研究人员表示,与性能相似的钢筋混凝土墙相比,新工艺减少了41%的碳当量。而除了提高建筑的经济和生产效率外,机器人还提供了一个途径,即通过直接使用本地的、低能耗的、天然和可回收的材料作为混凝土的替代品,减少了该行业的环境足迹。

 
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