Trator autônomo
Engenheiros do Instituto Federal Suíço de Tecnologia (ETH) apresentaram um trator autônomo - sem tratorista - que conseguiu construir um muro de pedra de seis metros de altura e 65 metros de comprimento.
Automatizado a partir de uma escavadeira, o trator robótico, chamado HEAP (sigla em inglês para Escavadeira Hidráulica para Propósito Autônomo), partiu de um projeto digital, escavou a base do muro e então colocou as pedras até que o muro atingisse as especificações.
Usando sensores, a escavadeira conseguiu esquadrejar de forma autônoma o canteiro de obras e localizar o ponto da construção e os blocos de construção, as pedras disponíveis para a construção do muro.
Ferramentas especificamente projetadas e abordagens de visão de máquina permitem que a escavadeira escaneie as pedras e agarre a que melhor atende às necessidades de preenchimento do muro, o que ela faz com 82% de precisão e um erro posicional médio de apenas 10 centímetros. Isso dispensa a fase de acabamento do muro de pedra - nas construções manuais, trabalhadores precisam usar pás ou as mãos para adicionar pedras de suporte, cascalho, terra ou mesmo argamassa.
O processo de construção foi adaptado para o uso da escavadeira autônoma, uma escavadeira móvel Menzi Muck M545 modificada de 12 toneladas.
Selecionando pedras
Um algoritmo determina a melhor posição para cada pedra, construindo um mapa digital. A escavadeira então conduz a tarefa sozinha, colocando as pedras no local desejado.
A máquina autônoma pode colocar de 20 a 30 pedras em uma única remessa, o que significa mais ou menos uma pedra colocada no muro a cada 12 minutos - parece lento, mas é quase a mesma quantidade alcançada por um operador humano treinado em uma máquina de operação manual.
"O componente principal da pesquisa é um algoritmo de planejamento paralelizado e uma interface de software personalizada que combina semeadura de candidatos baseada em recursos com heurísticas adaptadas de métodos tradicionais de alvenaria, registro restrito, simulação de corpo rígido e classificadores aprendidos a fim de selecionar e posicionar pedras a partir de um inventário de objetos digitalizados, de forma que elas se alinhem com uma superfície alvo especificada pelo projetista," escreveu a equipe.
A máquina móvel utiliza GPS e sensores LiDAR montados na cabine e no braço para fornecer modelos do ambiente, das pedras disponíveis e da parede em construção. Isso permite ao sistema adaptar-se ao terreno local e levar em conta quaisquer assentamentos e desvios inesperados ao longo do processo de construção.
Mas ela não tem a navegabilidade de um carro autônomo, o que significa que um operador humano deve guiá-la de um ponto do canteiro de obras para outro, sobretudo quando há outros trabalhadores ou veículos envolvidos na obra.
A elevada capacidade de carga útil, alcance e manobrabilidade da escavadeira facilitaram a produção de diversas estruturas de demonstração de grande porte, constituídas por dezenas ou centenas de elementos ("pedregulhos" com aproximadamente 1000 kg cada um) e atingindo alturas de até 6 metros.
Bibliografia:
Artigo: A framework for robotic excavation and dry stone construction using on-site materials
Autores: Ryan Luke Johns, Martin Wermelinger, Ruben Mascaro, Dominic Jud, Ilmar Hurkxkens, Lauren Vasey, Margarita Chli, Fabio Gramazio, Matthias Kohler, Marco Hutter
Revista: Science Robotics
Vol.: 8, Issue 84
DOI: 10.1126/9758
