Drony zamiast murarzy, czyli budownictwo przyszłości

Drony zyskują na popularności i znajduje się dla nich coraz to nowe zastosowania. Pomagają służbom publicznym w akcjach ratunkowych, mediom w relacjonowaniu wydarzeń, fotografom w robieniu pięknych zdjęć. Największa rewolucja jeszcze przed nami. Być może już niedługo drony pozwolą bardzo szybko wznosić nowe budynki.

Drony w budownictwie
Drony często wyposaża się w kamery wysokiej rozdzielczości, co czyni z nich przydatne maszyny obserwacyjne. Administratorzy budynków, m.in. w Stanach Zjednoczonych, wykorzystują je do sprawdzania stanu obiektów. Latające urządzenie można np. wysłać na dach, żeby sprawdziło, czy nie potrzebuje on odśnieżenia. Oszczędza się w ten sposób czas i nie trzeba niepotrzebne ryzykować zdrowia pracowników, którzy musieliby się wspinać na dużą wysokość.

Duże firmy związane z branżą budowlaną włączają drony do swoich specjalistycznych programów. Firma Komatsu, specjalizująca się w produkcji koparek, ładowarek, spycharek i buldożerów, wykorzystuje koptery w projekcie KomConnect.

Jest to usługa, która polega na sporządzaniu szczegółowych, trójwymiarowych map obszarów przeznaczonych pod zabudowę. Komatsu może podpowiedzieć klientowi, jak ukształtować teren, gdzie najlepiej wykopać dziurę pod fundamenty, na jakie ukryte obiekty uważać. Przy pomocy KomConnect można przeprowadzić symulację robót, a następnie na bieżąco sprawdzać, czy postępują one zgodnie z planem. System działa w oparciu o skanery laserowe i kamery umieszczone zarówno na maszynach budowlanych, jak i dronach.

Siemens na obszarze Wiednia przeprowadził pilotażowy program, który polegał na sporządzeniu map termicznych przy wykorzystaniu dronów. Bezzałogowe pojazdy skanowały konkretny obszar pod kątem temperatury. Zebrane dane pozwoliły ocenić, który budynki należałoby zmodernizować, aby były one bardziej wydajne pod względem zużycia energii.

Australijska firma Soto Consulting Engineers stosuje latające maszyny do kontrolowania dużych obiektów przemysłowych. Dzięki dużej mobilności dronów i kamerom HD można szybciej wyłapać ogniska korozji (np. w rurociągach) czy namierzyć pęknięcia w konstrukcjach z betonu.

Wszystkie opisane powyżej działania polegają głównie na wykorzystywaniu dronów, jako urządzeń służących do obserwacji. Trwają jednak prace nad tym, aby bezzałogowce wykorzystać jako mechaniczną siłę roboczą, którą będzie można użyć do wznoszenia budynków.

Budownictwo przyszłości
Pomysł używania pojazdów latających w branży budowlanej nie jest nowy. Już w latach 20. XX w. pionier architektury high-tech Richard Buckminster Fuller opracował projekt Domu Dymaxion, lekkiej i taniej w produkcji konstrukcji, którą można by dostarczać na plac budowy helikopterem.

Trwają prace nad tym, aby w podobny sposób wykorzystywać drony. Bezzałogowe pojazdy mają nie tylko dowozić prefabrykaty, ale też wydatnie pomagać w budowie.

Jak mogłoby to wyglądać w praktyce, pokazuje projekt Flight Assembled Architecture opracowany przez fachowców z biura projektowego Gramazio Kohler Architects i Politechniki Federalnej w Zurychu przy wsparciu specjalisty od robotyki Raffaello D’Andrei. Efekt kooperacji został przedstawiony w 2012 r.

Podczas pokazu zorganizowanego w centrum kulturalnym FRAC we francuskim Orleanie flota małych quadrocopterów zbudowała 6-metrową makietę wieżowca. Kierowane przez specjalny algorytm drony precyzyjnie ułożyły 1500 cegieł wykonanych z polistyrenu.

Politechnika w Zurychu rozwinęła pomysł i w ubiegłym roku przedstawiła drony wyposażone w specjalne szpule. Quadrocoptery przy użyciu mocnych kabli z tworzywa sztucznego uplotły most niczym pająki sieć.

Eksperyment miał pokazać, że drony potrafią bardzo dokładnie odtworzyć trójwymiarowy projekt budynku czy mostu. Specjaliści twierdzą, że przy ich pomocy będzie kiedyś można konstruować obiekty znacznie wyższe i bardziej skomplikowane niż obecnie. Drony nie mają ograniczonego zasięgu, jak dźwigi i mogą dotrzeć tam, gdzie ekipa budowalna nie podjedzie od strony ulicy ze swoim sprzętem.

Problem w tym, że na razie śmigłowe bezzałogowe pojazdy nie mogą przenosić zbyt dużych ciężarów. Nad rozwiązaniem tej kwestii pracują uczeni z Niemiec, Francji i Hiszpanii działający w konsorcjum ARCAS. Zbudowali już kilka prototypów dronów przystosowanych do transportu cięższych obiektów. Na razie rekord to 9 kg na jeden pojazd.

Na jeden, ponieważ inżynierowie z ARCAS chcą rozkładać masę przenoszonego przedmiotu na kilka dronów równocześnie. Kooperacja wielu bezzałogowych pojazdów może być kluczem do ich przyszłego wykorzystania zarówno w branży budowlanej, jak i transportowej.

Zespół z Uniwersytetu Pensylwania kierowany przez dr. Vijaya Kumara pracuje nad dronami latającymi w dużych grupach. Pojazdy wyliczają swoją pozycję 100 razy na sekundę i potrafią poruszać się tak blisko siebie, że wyglądają w ruchu prawie jak jeden obiekt.

Robotyk Koushil Sreenath z Carnegie Mellon University w Pittsburghu twierdzi, że w przyszłości będziemy wybierać projekt budynku, wciskać play, a następnie patrzeć, jak obiekt powstaje od podstaw dzięki dronom. Tylko co na to budowlańcy?