Predstavte si stavenisko, na ktorom sa namiesto desiatok pracovníkov pohybujú koordinované skupiny autonómnych robotov. Jedny privážajú stavebné diely, ďalšie ich presne umiestňujú a ostatné sa starajú o montáž. To, čo ešte nedávno pripomínalo vedecko-fantastický film, sa môže postupne stať realitou. Nemeckí vedci získali milióny eur na vývoj dvoch technológií, ktoré majú zmeniť spôsob výstavby aj rekonštrukcie budov. A nejde iba o rýchlosť práce. Nové systémy by mohli znížiť spotrebu materiálov a umožniť opätovné využitie celých stavebných konštrukcií.

Ako informuje portál Interesting Engineering, výskumníci z Univerzity v Stuttgarte pripravujú dva európske projekty s názvami SCALAR a COBRAS. Oba sa zameriavajú na spoluprácu autonómnych robotov priamo na staveniskách, no využívajú odlišné prístupy. Kým jeden počíta s tímami rôznych stavebných strojov a menších robotov, druhý chce využiť celé skupiny podobných mobilných zariadení, ktoré budú spoločne zostavovať konštrukcie.

Staveniská budúcnosti môžu vyzerať úplne inak

Stavebníctvo patrí medzi odvetvia, v ktorých sa veľká časť práce stále vykonáva manuálne.

Aj keď sa dnes používajú moderné žeriavy, bagre či automatizované výrobné linky, samotná montáž stavebných prvkov často vyžaduje značné množstvo ľudskej práce.

Problémom je aj nedostatok kvalifikovaných pracovníkov, ktorý pociťujú mnohé európske krajiny.

Vedci preto skúmajú, či by časť fyzicky náročných a opakujúcich sa úloh nemohli prevziať autonómne stroje.

Nové projekty však nepočítajú iba s nasadením jedného robota na konkrétnu činnosť.

Ich cieľom je vytvoriť celé robotické tímy, ktoré budú schopné koordinovať svoje pohyby a spolupracovať pri realizácii stavebných úloh.

Takýto systém by mohol fungovať podobne ako organizovaná skupina pracovníkov, v ktorej má každý člen pridelenú konkrétnu úlohu.

Rozdiel je v tom, že stroje by využívali digitálne plánovanie, senzory a automatizované riadenie.

Projekt SCALAR spojí veľké stroje s menšími robotmi

Prvý z dvojice projektov nesie názov SCALAR.

Jeho základom je spolupráca rôznych typov autonómnych zariadení, ktoré budú vykonávať odlišné stavebné úlohy.

Výskumníci sa chcú zamerať predovšetkým na modulárne drevené konštrukcie.

Pri ich výstavbe sa používajú vopred pripravené stavebné diely, ktoré je potrebné dopraviť na správne miesto, presne umiestniť a následne spojiť.

V navrhovanom systéme by väčšie autonómne stavebné stroje zabezpečovali prepravu a prvotné osadenie jednotlivých komponentov.

Menšie mobilné roboty by následne vykonávali presnejšie montážne operácie.

Celý proces by sa najprv naplánoval a simuloval v digitálnom prostredí, až potom by sa jednotlivé úlohy preniesli na skutočné stavenisko.

Digitálna príprava má pomôcť koordinovať pohyb zariadení a obmedziť chyby pri montáži.

Dôležité je aj to, že technológia by nemusela slúžiť iba na výstavbu nových budov.

Vedci chcú preskúmať jej využitie aj pri rekonštrukciách a modernizácii existujúcich objektov.

To by mohlo byť zaujímavé najmä v mestách, kde je čoraz väčší dôraz na obnovu starších budov namiesto ich úplného búrania.

COBRAS: Na stavbe bude spolupracovať celý roj robotov

Druhý projekt, COBRAS, vychádza z odlišnej myšlienky.

Namiesto kombinácie veľkých a malých strojov sa zameriava na spoluprácu väčšieho počtu podobných mobilných robotov.

Tieto zariadenia by mali spoločne zostavovať ľahké priestorové konštrukcie z jednotlivých dielov.

Princíp pripomína správanie roja, v ktorom množstvo samostatných jednotiek spolupracuje na dosiahnutí spoločného cieľa.

Výhodou takéhoto prístupu môže byť jeho prispôsobivosť.

Pri menšej konštrukcii by mohol pracovať obmedzený počet robotov. Pri rozsiahlejšom projekte by sa ich počet zvýšil.

Vedci chcú vytvoriť systém, ktorého kapacitu bude možné meniť podľa veľkosti a náročnosti stavebnej úlohy.

Dôležitou súčasťou projektu je aj spôsob navrhovania samotných konštrukcií.

Tie by mali byť zostavené tak, aby ich roboty dokázali nielen postaviť, ale v prípade potreby aj rozobrať.

Jednotlivé komponenty by sa následne mohli použiť na inom mieste alebo pri vytváraní novej konštrukcie.

Takýto prístup by mohol obmedziť množstvo stavebného odpadu a predĺžiť životnosť použitých materiálov.

Roboty by mohli budovy nielen stavať, ale aj rozoberať

Práve opätovné využívanie stavebných materiálov patrí medzi najzaujímavejšie možnosti nových technológií.

Tradičné stavebníctvo často funguje podľa jednoduchého modelu: budova sa postaví, určitý čas používa a po skončení životnosti sa zbúra.

Pri demolácii však vzniká veľké množstvo odpadu a mnohé materiály sa už nedajú jednoducho znovu využiť.

Výskumníci preto uvažujú o konštrukciách, ktoré by bolo možné cielene rozoberať.

Roboty by v takom prípade mohli vykonať montáž aj následnú demontáž jednotlivých komponentov.

Drevené moduly alebo ľahké priestorové prvky by sa potom mohli presunúť na iné miesto.

Budovy a konštrukcie by sa tak nemuseli vždy považovať za jednorazové stavby, ale za systémy pozostávajúce z opakovane použiteľných dielov.

Tento prístup zapadá do princípov obehového hospodárstva, ktorého cieľom je znižovať spotrebu surovín a množstvo odpadu.

Samozrejme, nie každú budovu možno jednoducho rozobrať a premiestniť.

Vedci preto skúmajú predovšetkým také konštrukčné systémy, ktoré budú na tento spôsob používania navrhnuté už od začiatku.

Na vývoj získali približne osem miliónov eur

Oba výskumné projekty získali významnú finančnú podporu z európskeho programu EIC Pathfinder Challenge, ktorý patrí pod Európsku radu pre inovácie.

SCALAR aj COBRAS dostali každý približne štyri milióny eur.

Spolu tak ide o financovanie vo výške približne osem miliónov eur.

Projekty majú odštartovať v novembri 2026 a plánované sú na tri roky.

Získanie podpory je pre Univerzitu v Stuttgarte významným úspechom.

Do príslušnej výzvy bolo predložených 93 projektových návrhov, pričom financovanie získalo iba osem.

Medzi úspešnými sa nachádzajú oba stuttgartské projekty.

To znamená, že univerzita uspela hneď s dvoma návrhmi v jednej mimoriadne konkurenčnej výzve.

Profesor Achim Menges, riaditeľ Inštitútu počítačového navrhovania a stavebníctva na Univerzite v Stuttgarte, považuje tento výsledok za potvrdenie silného postavenia univerzity v oblasti architektúry, inžinierstva a digitálnej transformácie stavebníctva.

Nahradia roboty stavebných robotníkov?

Hoci predstava autonómnych robotov na stavenisku môže vyvolávať obavy o budúcnosť pracovných miest, cieľom projektov zatiaľ nie je úplne odstrániť ľudí zo stavebného procesu.

Výskumníci sa sústreďujú na vývoj technológií, ktoré by mohli prevziať vybrané fyzicky náročné, opakujúce sa a presné montážne činnosti.

Ľudia by aj naďalej zohrávali dôležitú úlohu pri projektovaní, kontrole kvality, bezpečnosti, údržbe a riadení stavebných procesov.

Nasadenie robotov navyše prináša množstvo technických výziev.

Staveniská sú dynamickým prostredím, v ktorom sa neustále menia podmienky, rozmiestnenie materiálov aj pohyb pracovníkov.

Autonómne stroje preto musia dokázať bezpečne reagovať na nepredvídané situácie a spolupracovať s ľuďmi.

Otázkou zostáva aj ekonomická návratnosť takýchto systémov.

Zatiaľ ide o výskumné projekty, nie o technológiu, ktorá by už bola pripravená plošne nahradiť tradičné stavebné postupy.

Najbližšie tri roky majú ukázať, do akej miery je možné tieto ambiciózne predstavy preniesť do praxe.

Stavebníctvo čaká ďalší krok k automatizácii

Robotické tímy by v budúcnosti mohli pomôcť stavebným firmám riešiť viacero problémov súčasne.

Mohli by urýchliť vybrané montážne procesy, znížiť závislosť od manuálnej práce a umožniť presnejšie využívanie materiálov.

Veľký potenciál má aj ich využitie pri rekonštrukciách a pri stavbách navrhnutých na opakovanú montáž a demontáž.

To však bude závisieť od výsledkov výskumu, bezpečnostných skúšok a ekonomickej realizovateľnosti.

Ak sa projekty SCALAR a COBRAS osvedčia, stavebníctvo by sa mohlo postupne posunúť od jednotlivých automatizovaných strojov k celým koordinovaným tímom robotov.

A staveniská budúcnosti by tak mohli vyzerať podstatne inak než tie, na ktoré sme zvyknutí dnes.