Er zijn misschien nog wel een paar hindernissen te overwinnen, maar de ontwikkeling van autonome bouwmachines is momenteel een van de belangrijkste doelen van zowel fabrikanten als onderzoeksinstellingen. Daarom zal het onderwerp ook in vele facetten worden weerspiegeld op de Bauma, die van 24 tot 30 oktober 2022 in München zal plaatsvinden.
Autonoom rijdende en werkende machines behoren tot de grote toekomstvisies in de bouw. “Echte” autonomie voor bouwmachines is in de nabije toekomst echter nauwelijks denkbaar, omdat er – in tegenstelling tot bijvoorbeeld de gesloten werkomgeving van een steengroeve of mijn – complexe technische en veiligheidsuitdagingen zijn”, zegt Tim-Oliver Müller.
Volgens de algemeen directeur van de Duitse bouwvereniging (HDB) is de ontwikkeling en het gebruik van ‘intelligente’ bouwmachines met semi-automatische, geautomatiseerde of ondersteunende functies veel realistischer en tastbaarder voor de bouwsector – en wel voor geselecteerde bouwprocessen zoals bijvoorbeeld bij grondwerken of wegenbouw.
“Dergelijke oplossingen hebben het potentieel voor hogere efficiëntie en productiviteit”, benadrukt Müller. Ze kunnen de machinebediener ontlasten van repetitieve en vermoeiende taken. Intelligente machines zijn ook minder afhankelijk van hun individuele taken – een voordeel dat volgens de branchedeskundige niet mag worden onderschat in tijden waar er een tekort is aan geschoolde arbeidskrachten.
Een discussie over de route naar autonome bouwmachines is mogelijk tijdens Bauma 2022, ’s werelds grootste vakbeurs voor bouwmachines, bouwmateriaalmachines, mijnbouwmachines, bouwvoertuigen en bouwmachines.
Autonome bouwmachines van de toekomst
Om in eerste instantie gedeeltelijke autonomie mogelijk te maken, zelfs op complexere bouwplaatsen, is machine-tot-machinecommunicatie tussen fabrikanten essentieel. De VDMA wil samen met HDB hiervoor de beste voorwaarden scheppen. Daarom hebben ze op de Bauma 2019 de werkgroep “Machines in de bouw 4.0” (MiC 4.0) opgericht.
“We hebben momenteel 105 leden uit zeven landen en 31 werkgroepen”, meldt Dr. Darius Sossdorf, de directeur van MiC 4.0. Om de processen op de bouwplaatsen in de toekomst digitaler, intelligenter en uiteindelijk ook autonomer te laten verlopen, moeten zaken als data over de status van de machines worden gestandaardiseerd. Dit begint met de informatie of een machine aan of uit staat.
“Waar dit voorheen door de fabrikanten zelf werd gedefinieerd voor hun producten, geldt dit nu voor alle fabrikanten die zich inzetten voor MiC 4.0: het signaal ‘aan’ wordt afgegeven bij elke bouwmachine met een verbrandingsmoter waarvan de krukas draait”, beschrijft Sossdorf. Volgens hem is de gezamenlijke aanpak die hier wordt toegepast absoluut nieuw en uniek.
Deze en vele andere resultaten die MiC 4.0 in de afgelopen drie jaar heeft behaald, zullen op de Bauma in de innovatiehal LAB0 aan het gespecialiseerde publiek worden gepresenteerd. Naast de presentatie van de ontwikkelde documenten zal er ook een fysieke demonstratie zijn.
Cobots verkorten de procestijd
Maximilian Schöberl van de leerstoel Conveyor Technology, Material Flow, Logistics aan de Technische Universiteit van München verwacht dat over tien jaar een breed scala aan cobots, die rechtstreeks met mensen samenwerken, actief zal zijn op bouwplaatsen. Voor ontwikkelingen in deze richting gingen Schöberl en een onderzoeksteam van de leerstoel uit van een commercieel verkrijgbare, radiogestuurde trilplaat. Deze werd eerst ‘autonoom’ gemaakt met geschikte sensoren en regeleenheden.
De wetenschappers koppelden de machine vervolgens aan een graafmachine volgens het ‘volg-de-leider-principe’: de graafmachine creëerde een vlak terwijl de trilplaat deze automatisch en continu volgde en zijn taken voltooide. “Dankzij de samenwerking was het mogelijk om werkstappen parallel te schakelen en idealiter de procestijd te halveren”, meldt Schöberl.
Met sensoren uitgeruste mobiele robots voor inspectietaken
Kunnen robots helpen bij het bewaken van de staat van bouwconstructies zoals de 3,6 km lange Köhlbrand-brug in Hamburg? Dit is een van de vragen waar onderzoekers van het Instituut voor Digitale en Autonome Bouw van de Technische Universiteit Hamburg mee te maken hebben. Hiervoor gebruiken ze de vierbenige mobiele robot I-DOG. De machine, ongeveer zo groot als een poedel, is uitgerust met sensoren om gegevens over de bouwstructuur te verzamelen, te verwerken en te analyseren. De robot kan ook trillingen registreren en analyseren. Deze kunnen worden gebruikt om structurele schade te detecteren.
LiDAR
Voor zijn nauwkeurige lokalisatie in de ruimte – een van de belangrijkste vereisten van autonome mobiele systemen – maakt de mechanische speurhond gebruik van Light Detection and Ranging (LiDAR)-technologie, waarmee op basis van laserscans conclusies kunnen worden getrokken over de eigen locatie.
Alomvattend beeld
De bovengenoemde Hamburg Köhlbrandbrug dient als referentieobject in een recent gestart project. In het monumentale pand, dat in 1974 in gebruik is genomen en op de monumentenlijst staat, zouden meerdere I-DOG’s rondlopen. Ze verzamelen hun eigen gegevens en nemen gegevens over die worden gegenereerd door intelligente sensoren die permanent in de brug zijn geïnstalleerd. “Het doel is het creëren van robotvloten die met elkaar communiceren. Door de sensorgegevens samen te voegen, ontstaat met relatief weinig inspanning een alomvattend beeld van de staat van het object, dat we vervolgens in een digitaal model kunnen invoeren – bijvoorbeeld voor renovatieplanning”, zegt projectmanager prof. Kay Smarsly. Ook in de innovatiehal LAB0 op de stand “Science Hub” komen bezoekers van Bauma meer te weten over de I-DOG en de toepassingsmogelijkheden.
Volvo CE onthulde eind vorig jaar een concept van een autonome asfaltwals met één trommel. Lees meer hierover in dit artikel op Aandrijftechniek (+video)
