7月7日消息，位于意大利博爾扎諾的弗勞恩霍夫意大利創(chuàng)新工程中心（IEC）的工程師們正在開發(fā)一種能使機(jī)器人助手在建筑工地提供幫助的軟件Husky A200。 這套基于Husky A200研究平臺打造的移動機(jī)器人能使用新導(dǎo)航軟件來執(zhí)行自主物流任務(wù)。

這款移動機(jī)器人是Fraunhofer意大利創(chuàng)新工程中心所進(jìn)行的眾多項(xiàng)目之一，這個中心的研究和開發(fā)工作集中在建筑數(shù)字化、工業(yè)柔性自動化、技術(shù)工人和農(nóng)業(yè)的靈活自動化，以及數(shù)字商業(yè)模式。

這一項(xiàng)目旨在推動建筑領(lǐng)域的數(shù)字化事業(yè)、填補(bǔ)機(jī)器人與建筑行業(yè)間的鴻溝。位于意大利博爾扎諾的該中心的研究人員正在研發(fā)一種軟件界面，使移動機(jī)器人能夠在建筑工地上識別出自己要走的路。

一、 建筑信息模型提高建筑行業(yè)工作效率

目前，人們對可負(fù)擔(dān)得起的居住空間的需求已經(jīng)達(dá)到了頂峰，而著手建造大型、復(fù)雜的建筑項(xiàng)目則需要高效、節(jié)省時間和成本的解決方案。Fraunhofer意大利創(chuàng)新工程中心決心提供這些解決方案，并加快施工流程中的決策制定。

這個中心的成員正在利用一種稱為建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）的技術(shù)，來開發(fā)軟件系統(tǒng)和界面。BIM是建筑學(xué)、工程學(xué)及土木工程的新工具。建筑信息模型或建筑資訊模型一詞是由Autodesk所創(chuàng)的。它是來形容那些以三維圖形為主、物件導(dǎo)向、建筑學(xué)有關(guān)的電腦輔助設(shè)計(jì)。

BIM技術(shù)使規(guī)劃師、建筑業(yè)主、建筑工人、技術(shù)人員、設(shè)備經(jīng)理等每個人都需要了解獲取建筑整個生命周期中的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)模型。

博爾扎諾中心自動化和機(jī)電一體化工程團(tuán)隊(duì)成員、研究員Michael Terzer說：“一方面，我們的目標(biāo)是在南蒂羅爾建立并應(yīng)用BIM。另一方面，我們希望將BIM引入建筑工地，在建筑領(lǐng)域和機(jī)器人領(lǐng)域間架起一座橋梁?！?/p>

二、 軟件+機(jī)器人助力建筑工地?cái)?shù)字化轉(zhuǎn)型

在ROSBIM項(xiàng)目中，Terzer與施工團(tuán)隊(duì)的同事一起開發(fā)了一個軟件界面，將BIM與機(jī)器人操作系統(tǒng)（ROS）連接起來。這個模塊化的開源軟件安裝在移動機(jī)器人的微型PC上。因?yàn)殚_發(fā)工具與平臺無關(guān)，因此不同類型的機(jī)器人都可以適應(yīng)它。此外，ROS還支持各種編程語言。

這款軟件界面使用行業(yè)基礎(chǔ)類（IFC）文件格式，用于向機(jī)器人加載面對對象的數(shù)字信息。Terzer說：“建筑工地是充滿活力且不斷變化的。ROSBIM可以通過接口接收敏感的數(shù)據(jù)，比如機(jī)器人無法用傳感器探測到的障礙物信息。通過這種方式，機(jī)器人就可以在施工現(xiàn)場收到某電纜坑或電梯井開放的警報(bào)，這樣它就可以繞過陷阱。這意味著機(jī)器人可以通過操作系統(tǒng)不斷修改它的障礙地圖。”

所有的數(shù)據(jù)都會在BIM數(shù)據(jù)庫中存檔，并且需要不斷更新。從建筑規(guī)劃、建設(shè)到設(shè)施管理和基礎(chǔ)設(shè)施升級，一系列的建設(shè)過程都會在數(shù)據(jù)庫中體現(xiàn)。

▲在模擬施工現(xiàn)場使用移動機(jī)器人平臺進(jìn)行試用

BIM是建筑數(shù)字化的關(guān)鍵組成部分。這種創(chuàng)新的工作方法和機(jī)器人技術(shù)的結(jié)合是建筑行業(yè)轉(zhuǎn)型數(shù)字化的機(jī)會之一。他們創(chuàng)建了一個連接BIM和商用機(jī)器人的接口，以便于使用BIM數(shù)據(jù)。

這個團(tuán)隊(duì)的目標(biāo)是在施工現(xiàn)場充分利用可用的數(shù)字建筑數(shù)據(jù)。通過利用這些數(shù)據(jù)，可以使移動機(jī)器人能夠在不斷變化的環(huán)境中運(yùn)輸沉重的貨物，例如運(yùn)送材料和工具等，從而可以減輕施工現(xiàn)場的工人工作量。

三、 移動機(jī)器人可作為物流助手，通過數(shù)字地圖實(shí)現(xiàn)自主運(yùn)動

該移動機(jī)器人平臺專為惡劣環(huán)境設(shè)計(jì)，配有電子控制單元、加速度、激光和傾角傳感器，可以幫助機(jī)器人在崎嶇的地形中行進(jìn)。不過現(xiàn)在，這個機(jī)器人仍舊僅限于在博爾扎諾的NOI科技園內(nèi)進(jìn)行巡邏。

作為建筑工地上的物流助手，它激活了“跟隨我”功能以配合人類建筑工人。此外，正如研究人員最初在室內(nèi)實(shí)驗(yàn)中證明的那樣，這種移動機(jī)器人可以實(shí)現(xiàn)自動駕駛。例如，在數(shù)字地圖的幫助下，機(jī)器人可以獨(dú)立地將貨物從A地搬運(yùn)到B地。

但是，在非結(jié)構(gòu)化環(huán)境中，進(jìn)行自主運(yùn)動是一件很復(fù)雜的事情，因此這需要采取進(jìn)一步的措施。

機(jī)器人平臺通過BIM數(shù)據(jù)接收到的信息可以幫助它們提高導(dǎo)航能力，增強(qiáng)感知能力。此外，農(nóng)民也可以用這種機(jī)器人做助手。

結(jié)語：多種技術(shù)加持推動機(jī)器人應(yīng)用落地

目前各行業(yè)都在大力推動數(shù)字化轉(zhuǎn)型，無論是倉庫還是餐廳，都在轉(zhuǎn)變工作方式，引入機(jī)器人實(shí)現(xiàn)自動化。建筑行業(yè)也逐漸加入數(shù)字化大潮，借助BIM+ROS的支持，逐步提升機(jī)器人的各方面能力，推動機(jī)器人盡快應(yīng)用于建筑工地，協(xié)助工人工作。

此外，其他行業(yè)也在推動機(jī)器人應(yīng)用實(shí)現(xiàn)數(shù)字化，并通過不同方式為機(jī)器人提供技術(shù)加持，保障它們可以更好地協(xié)助人類生活與工作。

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