利用几何规划算法 自主挖掘机器人筑了堵石墙
小字号
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。
【总编辑圈点】
建筑业占全球生产总值的10%以上。然而，在过去20年中，建筑业的劳动生产率平均每年仅增长约1%。因此，该行业一方面面临不断增长的需求，一方面又缺乏满足这些需求的资源。此外，该领域每年还在全球范围内产生超过3000亿吨的废物，阻碍了可持续发展的努力。本研究最值得肯定之处，就在于它证明了：机器人可帮助人们克服这些问题。
(责编：王震、陈键)
分享让更多人看到
推荐阅读
2023年院士增选名单揭晓：中国工程院74人 最小年龄48岁
人民网北京11月22日电 （记者赵竹青）11月22日，中国工程院官网公布了2023年院士增选结果：2023年共选举产生中国工程院院士74人。
其中，机械与运载工程学部10人，信息与电子工程学部10人，化工、冶金与材料工程学部9人，能源与矿业工程学部8人，土木、水利与建筑工程学部8人，环境与轻纺工程学部8人，农业学部10人，医药卫生学部11人，共涉及43个一级学科，覆盖了院士增选指南中学科的78.2%。…
2023年院士增选名单揭晓：中国科学院59人 最小年龄45岁
人民网北京11月22日电 （记者赵竹青）11月22日，中国科学院官网公布了2023年中国科学院院士增选结果，产生了59名中国科学院院士。
记者了解到，此次增选根据《中国科学院院士章程》《中国科学院院士增选工作实施办法（试行）》等规定选举产生。…
