We spraken voorafgaand aan WDBE 2020 met professor Kathrin Dörfler van de Technische Universiteit van München (TUM). We bespraken het belang van innovatie en hoe haar onderzoek zich richt op de behoefte aan praktische en productieve oplossingen als het gaat om ondersteuning op locatie.
Digitale en technische innovatie speelt een essentiële rol bij het optimaliseren van de moderne gebouwde omgeving. Professor Kathrin Dörfler leidde nu het Augmented Fabrication Lab (AFAB) in TUM en zag al vroeg in haar carrière de behoefte aan praktische oplossingen.
Het belang van 'behoefte'
"Ik ben van oorsprong architect", zegt ze. “Ik heb digitale kunst en architectuur gestudeerd en mijn neiging om in de richting van digitale fabricage te gaan, kwam voort uit de nabijheid van computationeel ontwerp en de behoefte om robots te gebruiken voor fabricage. Er was geen andere manier om de dingen die je in je virtuele ruimte hebt gemaakt te bouwen zonder machines te gebruiken. "
Deze 'behoefte' kenmerkt veel van de problemen waarmee de sector wordt geconfronteerd, waarbij de afgelopen tien jaar een explosie van belangstelling voor digitale innovatie is opgetreden. Dit ging ook gepaard met een grotere capaciteit om de tools te bouwen die nodig waren, maar er werden vaak projecten gecreëerd die baanbrekend waren … maar onpraktisch.
Maar de behoefte aan praktische verandering stond altijd in de hoofden van de onderzoekers.
"Ze bleven niet binnen het domein van prototypes", zegt prof. Dörfler. “Maar ze gingen in op echte schaalopbouwscenario's. Nauw samenwerken met de branche om te laten zien wat er werkelijk mogelijk is en het waar te maken.
Problemen uit de echte wereld aanpakken
Deze focus op de praktijk gaat gepaard met het ontwikkelen van een uitdagende werkomgeving. Een die wordt bepaald door de dreiging van klimaatverandering, een behoefte aan groen bouwen, vraagt om een gesloten productieproces en ondersteuning voor de meest waardevolle hulpbron van allemaal: geoptimaliseerde arbeid.
Dit bracht Prof.Dörfler en haar team ertoe zich te concentreren op Mobile Additive Manufacturing door middel van een onderzoeksproject dat erop gericht is robots met armatuur te helpen werken in scenario's waarin de schaal en aard van de build de capaciteit van een statische of conventionele eenheid overschrijdt. Hierdoor kunnen ze offsite worden gebruikt in pre-builds of op locatie worden meegenomen. Met behulp van een reeks sensoren en bedieningselementen biedt de eenheid contextueel bewustzijn en de mogelijkheid om zich aan te passen aan de dagelijkse eisen van het dagelijkse gebruik. Dit varieert van veranderingen in terrein en omgeving tot een positie in een drukke bouwketen.
Om deze uitdaging aan te gaan, waren nieuwe detectiestrategieën nodig en een vermogen tot adaptief gedrag, allemaal met het oog op volledige autonomie; gericht op het helpen oplossen van problemen vanuit een architectonische en technische functie.
Mensen helpen werken
Maar ondanks deze focus op technologie is het maken van een nieuwe kit geen doel op zich.
"Ik zou zeggen dat de belangrijkste focus waarin ik op dit moment geïnteresseerd zou zijn, de mens weer in beeld brengt", zegt prof. Dörfler.
Ze voegt eraan toe dat hoewel de technologie sneller toeneemt, de behoefte om samen te werken helpt om de aanpak voor beide te optimaliseren.
"De bouwsector is erg versnipperd en we hebben te maken met een aantal gedecentraliseerde systemen", vervolgt ze. “Bouwbedrijven zijn niet één grote entiteit die een enorme verandering in de workflow kan doorvoeren. Dus als we denken aan samenwerkingsscenario's tussen mens en robot, denken we ook aan het lokaal koppelen of integreren van technologie. "
Dit ideaal van gelokaliseerde gehechtheid is belangrijk voor prof. Dörfler en haar werk, omdat “het lijkt erop dat we veel meer impact kunnen hebben als we technologie in delen introduceren – dit betekent iets dat de bestaande workflow zoals we die kennen niet vervangt. . "
Gecontextualiseerde automatisering vandaag
Bewustwording van de sociaal-culturele context van het toevoegen van nieuwe tools wordt essentieel, evenals een modulaire benadering van de implementatie. In plaats van abstract te opereren, leidt de vraag 'wat meer voordelen oplevert voor het dagelijkse werk' het onderzoek van haar team. Of, zoals ze het verwoordt: "we leren dat het niet efficiënt en productief is om van A tot Z te automatiseren. Maar om te automatiseren van E naar F – slechts één segment van de keten – dat is echt het meest logisch".
Het was deze technologie die leidde tot een van haar andere innovaties – Augmented Brickwork – een samenwerking met Gramazio Kohler Research en de start-up incon.ai . Dit was het resultaat van het verwijderen van het sensorsysteem van hun Mobile Additive Robot en het combineren ervan met een visuele interface om precieze geometrische informatie te leveren aan medewerkers op locatie. Voor hun team overbrugde dit de kloof in operationele capaciteit tussen het probleemoplossend vermogen van een mens en de nauwkeurigheid van een machine.
“We instrueren metselaars via deze augmented reality- of mixed reality-interface om zeer precieze geometrische bouwcomponenten te bouwen volgens het 3D-model”, legt prof. Dörfler uit. "Het gaf ons een platform om een compleet nieuwe kant van deze hele context van digitale fabricage te openen – waar je niet alleen kijkt naar het automatiseren van alles."
Prioriteit geven aan selectieve ondersteuning
Ze leidt haar team bij TUM om prioriteit te geven aan en te voldoen aan gevalideerde behoeften boven eenvoudige demonstraties van wat 'mogelijk' is met hun apparatuur – van 'we hebben gebouwd wat we kunnen' naar 'we bouwen wat we werkelijk nodig hebben'.
"We moeten deze complementaire systemen ontwikkelen en creëren", voegt prof. Dörfler toe. "Een van de dingen die we altijd in ons achterhoofd hebben, is om afstand te nemen van digitale fabricage die alleen gekke vormen en vormen vertegenwoordigt, en om in plaats daarvan geïntegreerde, slimme en duurzame processen te creëren."
Deze voortdurende focus op praktische aspecten boven het expliciet academische is iets dat prof. Dörfler graag in haar werk wil verankeren.
"Ik probeer mijn lab op de meest interdisciplinaire manier op te bouwen", zegt ze. “Geen grote scheiding tussen wetenschap en industrie hebben, maar nauw samenwerken aan projecten zodat de knowhow en de kennisoverdracht intrinsiek gebeurt. Ik denk dat dat alleen kan gebeuren met samenwerkingsprojecten uit de industrie. "
Wat is het volgende?
Over WDBE gesproken, prof. Dörfler zal deze thema's en meer behandelen.
"Ik zal het gesprek over de samenwerkingsprocessen tussen mens en robot voortzetten", zegt ze. "Kortom, wat is de rol van de mens in ons tijdperk van automatisering en de rol van robotica bij de bouw ter plaatse en digitale fabricage."
Hoewel er misschien nog een weg te gaan is voor de sector en er zeker nog veel uitdagingen in het verschiet liggen, is ze optimistisch over de toekomst.
"Voor zover ik het persoonlijk heb meegemaakt, groeit de belangstelling van de branche snel", zegt ze. “En het groeit door prototypes te hebben – één-op-één schaal bouwen zodat ze het voordeel in de echte wereld kunnen zien… en dat het echt werkt (lacht). Het is iets waar we nu aan werken, dus ik ben erg enthousiast over de mogelijke toepassingen die voor ons liggen. "
Professor Kathrin Dörfler zullen spreken op WDBE op 29-30 september 2020. U kunt kaartjes reserveren hier of meer informatie over de andere evenementen en meer informatie over de regelmatig bijgewerkte agenda van hier .
Dit artikel is oorspronkelijk verschenen op WDBE.org.
Via: AEC