Robotiikka rakennusalalla

Rakennusalalla käytetään erilaisia robotteja avuksi erityyppisissä töissä:

• Automatisoidut ja kauko-ohjattavat laitteet tarkkuutta vaativiin tehtäviin: Robottikäsivarsia, jotka on usein varustettu edistyneillä antureilla ja tekoälyllä, käytetään esimerkiksi hitsaukseen, maalaamiseen tai jopa monimutkaisten komponenttien kokoamiseen. Nämä robotit voivat työskennellä väsymättä ja sellaisella tarkkuudella, joka on ihmiselle vaikeaa.
• Droonit ja robottikäsivarret parantavat turvallisuutta: Robottien käyttö voi parantaa huomattavasti rakennustyömaiden turvallisuutta. Drooneja esimerkiksi käytetään hyvin paljon mittauksiin. Ne tarjoavat reaaliaikaisia ilmakuvia, joiden avulla työmaapäälliköt voivat seurata töiden edistymistä ja suunnitella logistiikkaa altistamatta työntekijöitä vaarallisille ympäristöille. Robottikädet puolestaan suorittavat erittäin tarkkoja tehtäviä, kuten hitsausta ja maalausta epävakaissa tai vaarallisissa ympäristöissä, minimoiden työntekijöiden riskin.
• Robotit lisäävät tuottavuutta: Robotit auttavat ratkaisemaan kriittistä työvoimapulaa suorittamalla toistuvia ja työvoimavaltaisia tehtäviä, kuten ankkurointireikien sarjaporausta. Robotit voivat työskennellä jatkuvasti ilman keskeytyksiä, mikä parantaa työnkulun tehokkuutta ja pitää projektit aikataulussa. 

Kestävyys on merkittävä huolenaihe rakennusteollisuudessa, ja robotiikka on muodostumassa ratkaisevaksi tekijäksi. Mutta miten robotiikalla voidaan edistää kestäviä rakennuskäytäntöjä ja lieventää rakennusprojektien ympäristövaikutuksia vähentämällä jätettä, optimoimalla resursseja ja edistämällä vihreitä rakennustekniikoita?

1. Vähentää rakentamisessa syntyvää hukkaa: Robottien tarkkuus minimoi rakentamisen aikaiset virheet, mikä puolestaan vähentää materiaalihukkaa. Esimerkiksi automatisoidut leikkaus- ja kokoonpanoprosessit varmistavat materiaalien optimaalisen käytön, mikä minimoi syntyvän jätteen ja romun. Maailman talousfoorumin raportin mukaan tällainen tarkkuus voi vähentää merkittävästi rakennusjätteen määrää, josta merkittävä osa päätyy kaatopaikoille.
2. Resurssien käytön optimointi: Vaikka robotiikalla on ratkaiseva rooli resurssien käytön optimoinnissa[1] , näiden teknologioiden kuluttamasta energiasta ollaan yhä enemmän huolissaan. Kehittyneiden algoritmien ja tekoälyn avulla rakennusrobotit voidaan ohjelmoida toimimaan tehokkaammin ja näin vähentää niiden energiankulutusta. Energiankulutuksen optimoinnilla varmistetaan, että robotit edistävät vihreämpää rakentamista hiilijalanjäljen kasvattamisen sijaan. International Journal of Sustainable Building Technology and Urban Development -julkaisu korostaa tämän lähestymistavan tärkeyttä puhuttaessa rakentamisen kestävyydestä ja sen parantamisesta.
3. Vihreämmän rakentamisen edistäminen: Robotteja käytetään esimerkiksi yhä enemmän aurinkopaneelien[2] ja viherkattojen asentamisessa. Nämä tehtävät vaativat suurta tarkkuutta ja voivat olla varsin työvoimavaltaisia. Robotteja käytetään myös 3D-tulostuksessa kestävien rakennusmateriaalien luomiseen kierrätysmateriaaleista, kuten Journal of Cleaner Production -lehdessä julkaistussa tutkimuksessa todetaan.

^{1) https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2667241323000174}

_{2) https://www.lgt.com/li-fr/vue-du-marche-et-insights/insights/sustainability/renewable-energy-and-robotics-a-powerful-combination-206614}

Tekoälyn (AI) ja robotiikan yhdistelmä rakennusteollisuudessa ei vain automatisoi aikaisemmin fyysistä työtä vaatineita tehtäviä, vaan parantaa myös merkittävästi robottijärjestelmien soveltuvuutta vaihteleviin työmaaolosuhteisiin. Tekoäly antaa roboteille mahdollisuuden tulkita reaaliaikaista dataa, mukautua muutoksiin ja tehdä itsenäisiä päätöksiä, jotka auttavat estämään viivästyksiä ja optimoimaan projektin toteuttamisen. Tämä ominaisuus on hyvin tärkeä monimutkaisissa rakennusympäristöissä, joissa olosuhteet voivat muuttua nopeasti, jolloin tarvitaan nopeaa mukautumista tehokkuuden varmistamiseksi ja projektiaikataulujen noudattamiseksi.

Merkittävä esimerkki tekoälyohjatusta rakennusrobotiikasta on Hilti Jaibot. Se on esimerkki tekoälyn kyvystä helpottaa projektinhallintaa ja toteutusta. Jaibot on suunniteltu merkitsemään ja poraamaan reikiä rakennustyömailla digitaalisten suunnitelmien mukaan, ja se käyttää edistyneitä paikannus- ja paikkatietoja suorittaakseen tehtäviä äärimmäisen tarkasti. Sen sisältämä tekoälykomponentti varmistaa, että se pystyy mukautumaan muuttuviin työmaaolosuhteisiin ja tehdä dataan perustuvia päätöksiä työnkulkujen optimoimiseksi. Tämä tekee työskentelystä tehokkaampaa, tarkempaa ja turvallisempaa, alentaa työvoimakustannuksia ja vähentää työntekijöiden fyysistä rasitusta

Hilti Jaibotin lisäksi on olemassa lukuisia muita esimerkkejä, joissa tekoäly ja robotiikka muuttavat rakentamisen toimintatapoja:

●        Autonomiset droonit ja ajoneuvot: Näitä tekniikoita käytetään erilaisiin tehtäviin, kuten työmaakartoituksiin ja materiaalin kuljetuksiin. Laitteet käyttävät tekoälyä navigointiin ja tehtävien suorittamiseen itsenäisesti, mikä parantaa tehokkuutta ja vähentää manuaalisen työn tarvetta.

●        Tekoälyllä toimiva ennakoiva ylläpito: Tekoälyalgoritmit analysoivat rakennuksen laitteiden tietoja huoltotarpeiden ennustamiseksi. Tämä auttaa vähentämään käyttökatkoksia ja pidentää laitteiden käyttöikää.

●        3D-tulostus rakentamisessa: Tekoäly parantaa 3D-tulostuksen ominaisuuksia rakentamisessa optimoimalla suunnitelmia ja materiaalien käyttöä kohti kestävämpiä ja tehokkaampia rakentamismenetelmiä.

●        Tekoälyn käyttö tietomallinnuksessa: Tekoäly integroituu tietomallijärjestelmiin ja parantaa rakennusprojektien suunnittelua ja hallintaa tarjoten ratkaisuja, joilla monimutkaisia ongelmia voidaan ennakoida ja ratkaista jo suunnitteluvaiheessa.

Robotiikan ja 3D-tulostuksen synergia vaikuttaa merkittävästi rakennusteollisuuteen, erityisesti modulaarisessa ja elementtirakentamisessa. Tämä yhdistelmä johtaa vallankumoukseen rakennusten suunnittelussa ja rakentamisessa.

Robotiikka ja 3D-tulostus tarjoaa lukuisia etuja rakennusalalla. Ensinnäkin se nopeuttaa merkittävästi rakennusprosessia. Robotilla tapahtuvan 3D-tulostuksen ansiosta rakennuksen rakenteet tai osat voidaan valmistaa murtoajassa. Tämä nopeus merkitsee mullistavaa etua etenkin hankkeissa, joissa on tiukka määräaika tai nopeaa rakentamista vaativissa tilanteissa, kuten katastrofiavussa.

Toiseksi robotilla tapahtuvan 3D-tulostuksen tuoma kustannustehokkuus tarjoaa suuren hyödyn. Se alentaa työvoima-, materiaali- ja logistiikkakustannuksia. Se voi myös vähentää materiaalihukkaa robottien tarkkuuden ansiosta, mikä auttaa säästämään kustannuksissa ja vähentämään ympäristökuormitusta.

Toinen tärkeä tekijä robotilla tapahtuvassa 3D-tulostuksessa on räätälöitävyys. Perinteiset rakennusmenetelmät voivat olla rajoittavia eri suunnitteluvaihtoehtojen suhteen. Kehittyneiden ohjelmistojen tukeman 3D-tulostuksen ansiosta voidaan kuitenkin luoda monimutkaisia, räätälöityjä suunnitelmia, joita ei muilla tavoin pystyttäisi aikaansaamaan. Tämä ominaisuus avaa uusia mahdollisuuksia arkkitehtoniselle luovuudelle ja innovaatioille.

Lisäksi robotilla tapahtuvalla 3D-tulostuksella on keskeinen rooli modulaarisen ja elementtirakentamisen edistämisessä. Tässä prosessissa rakennuksen osat tai moduulit valmistetaan tehtaalla ja kuljetetaan sitten rakennustyömaalle koottaviksi. Robotilla tehtävä 3D-tulostus mahdollistaa näiden moduulien nopean ja tarkan tuotannon. Se varmistaa tasaisen laadun ja on räätälöitävissä kunkin projektin erityistarpeisiin

Rakennustyömaiden työntekijöiden on kouluttauduttava työskennelläkseen robottijärjestelmien parissa ja hallitakseen niitä tehokkaasti. Robottiteknologian tehokkaan hallinnan lisäksi koulutus auttaa myös lisäämään työmaiden turvallisuutta ja tehokkuutta. Rakentamisen tulevaisuus sisältää todennäköisesti yhdistelmän perinteisiä rakennustaitoja ja uutta robotiikan ja teknologian hallinnan osaamista.