- Nhóm nghiên cứu ETH Zurich đã sử dụng máy xúc tự hành HEAP để xếp các tảng đá nặng nhiều tấn và phế liệu phá dỡ, xây nên một bức tường đá khô cao 6 m, dài 65 m
- Với việc áp dụng cảm biến tại công trường và thị giác máy tính vào thi công tường đá khô vốn phụ thuộc nhiều vào lao động thủ công, máy xúc có thể tự thực hiện toàn bộ quy trình từ nhận diện vật liệu đến gắp và đặt vào vị trí
- HEAP tạo bản đồ 3D của công trường xây dựng và ghi nhận vị trí, khối lượng ước tính cùng trọng tâm của các viên đá và khối vật liệu xung quanh
- Khi thuật toán bố trí xác định vị trí cho từng viên đá, máy xúc sẽ đặt đúng theo đó; trong một đơn vị công việc, nó có thể bố trí 20~30 viên đá
- Cách làm tận dụng vật liệu tại chỗ và các tấm bê tông có năng lượng hàm chứa thấp có thể nâng cao hiệu quả sử dụng tài nguyên của quá trình xây dựng
Thi công tường đá khô bằng máy xúc tự hành HEAP
- Nhóm nghiên cứu ETH Zurich đã đưa máy xúc tự hành HEAP vào xây dựng một bức tường đá khô cao 6 m, dài 65 m
- Bức tường này được đặt trong một cảnh quan·công viên được quy hoạch số hóa và đào đắp tự động
- Vật liệu sử dụng gồm các tảng đá nặng nhiều tấn và phế liệu phá dỡ
- Trước đây, thi công tường đá khô đòi hỏi rất nhiều lao động thủ công
Nhóm nghiên cứu và bối cảnh dự án
- Nhiều nhóm nghiên cứu của ETH Zurich đã tham gia dự án
- Gramazio Kohler Research
- Robotics Systems Lab
- Vision for Robotics Lab
- Chair of Landscape Architecture
- Ứng dụng thiết kế này được phát triển như một phần của NCCR dfab
Nhận thức hiện trường và xử lý vật liệu
- HEAP sử dụng cảm biến để tự động tạo bản đồ 3D của công trường xây dựng
- Nó tìm các khối vật liệu và đá sẵn có cần thiết để xây tường ngay tại công trường và xác định vị trí của chúng
- Thông qua công cụ chuyên dụng và phương pháp thị giác máy tính, nó có thể quét và gắp các tảng đá lớn xung quanh
- Khối lượng ước tính và trọng tâm của từng viên đá cũng được ghi nhận cùng lúc
Thuật toán bố trí đá và khối lượng công việc
- Thuật toán quyết định vị trí đặt phù hợp nhất cho từng viên đá
- Máy xúc trực tiếp đặt đá vào vị trí đã được xác định để xây tường
- Thiết bị tự hành có thể bố trí 20~30 viên đá trong một đơn vị công việc
- Con số này tương đương với lượng có thể được cung cấp trong một chuyến giao hàng
Phương pháp xây dựng hiệu quả tài nguyên
- Tường đá khô mang tính hiệu quả tài nguyên vì có thể tận dụng vật liệu được cung cấp tại địa phương
- Cũng có thể sử dụng các vật liệu như tấm bê tông có năng lượng hàm chứa thấp
- Việc tận dụng vật liệu tại công trường cho phép biến đá và phế liệu phá dỡ thành các cấu phần của tường đá khô
1 bình luận
Ý kiến Hacker News
Với tư cách là người đã từng xếp tường đá khô vài lần, tôi đồng ý rằng thành tựu này rất ấn tượng. Việc quyết định đặt viên đá nào ở đâu và theo hướng nào gần như là một kỹ năng mang tính thiền định
Trước đây tôi từng cố trồng hoa dại trên tường đá, nhưng năm nào gieo hạt xong chúng cũng rơi xuống hoặc bị chim ăn mất. Rồi sếp tôi nhét hạt giống vào vài vỏ đạn shotgun và bắn vào bức tường, kết quả hoàn hảo. Năm sau bức tường phủ đầy hoa
Hiện nay người ta tốn năng lượng để đập đá ra, rồi lại tốn thêm năng lượng để gắn chúng lại bằng bê tông. Cuối cùng, đó là cách rẻ nhất để tái sắp xếp đá thành một kết cấu có hình dạng và độ bền mong muốn
Bỗng nhiên một phương án thay thế đã trở nên rẻ hơn rất nhiều. Nó vẫn chưa ở giai đoạn hoàn thiện và khó có thể thay thế ngay bê tông cốt thép, kết cấu ứng suất trước hay công xôn, nhưng trong hạ tầng quy mô lớn hoặc kỹ thuật dân dụng, nó có vẻ có khả năng mang lại một cải thiện nhiệt động lực học mang tính nền tảng
Cách xây ở đây: http://www.cornishhedges.co.uk/PDF/building.pdf
https://en.wikipedia.org/wiki/Hydroseeding
Tôi không biết nên gọi cách làm của sếp tôi là gì. Cũng không hẳn là pyroseeding
Ở Tây Ban Nha, cụ thể hơn là vùng nông thôn Catalonia, có một kỹ thuật xây dựng gọi là Pedra Seca. Nghĩa đen của nó là “Dry Stone”, và về cơ bản là cách dựng công trình chỉ bằng đá. Đến nay nó vẫn chủ yếu được dùng ở đất nông nghiệp
Ví dụ như sau
https://dd9de8c7b7.cbaul-cdnwnd.com/b5fbcf0e77b7b72ef95acd62...
https://static1.ara.cat/clip/98e3619e-8dd2-4c0b-828c-254a62e...
Tìm trên Google: https://www.google.com/search?client=safari&sca_esv=58408328...
Ngoài ra, cách bố trí và bề mặt của tường thay đổi theo hình dạng của loại đá có sẵn tại địa phương, nên bản sắc vùng miền rất rõ rệt
https://en.wikipedia.org/wiki/Dry_stone#/media/File%3ADry_st...
Ở Ý cũng có, chỉ cần tìm “muretti a secco”
https://ca.wikipedia.org/wiki/Marge
Tôi không biết đây vốn là một phương pháp có nguồn gốc từ châu Âu
Có vẻ đây là công nghệ có thể làm thay đổi cuộc chơi. Quanh chỗ tôi cũng có nhiều bức tường như vậy; một số được cho là do người nhập cư Dalmatian xây từ rất lâu trước đây, một số khác lại được nói là do tù binh chiến tranh người Đức xây. Việc xây dựng đòi hỏi rất nhiều nhân công và tay nghề cao
Trên mảnh đất của chúng tôi cũng có một bức tường được dựng để giữ sườn đồi sau một trận sạt lở, và một ông lão dày dạn kinh nghiệm đã xếp nó bằng máy xúc một cách điêu luyện đến mức khó tin
Điều tôi thắc mắc là độ an toàn. Chỉ cần một hòn đá cỡ đó đổ xuống là có thể khiến một đứa trẻ tử vong ngay, nên những cấu trúc như thế này thực sự đáng sợ. Tường do người đủ tay nghề xây thì an toàn, nhưng điểm mấu chốt là liệu tường do robot xây có đạt cùng mức đó hay không
https://en.wikipedia.org/wiki/Shotcrete
https://www.geostabilization.com/technology/shotcrete-robot/
https://dawinvehicles.en.made-in-china.com/product/jBMnaOKdL...
Tôi không biết đó là sự thật hay chỉ là truyền miệng, nhưng sẽ rất thú vị nếu nghĩ rằng cừu có thể nhận ra cấu trúc ổn định còn con người thì đã học cách đánh lừa cảm giác đó
Nhóm này có một công ty spin-off tên là Gravis Robotics và họ đang làm những việc khá thú vị. Ngay cả video quảng bá cũng có cả chi tiết kỹ thuật
https://www.youtube.com/watch?v=yiTIXAAulzI
https://gravisrobotics.com/
Hay đấy. Máy móc hạng nặng có nhiều bậc tự do nên con người khó điều khiển; có những người vận hành cực giỏi, nhưng không phải ai cũng vậy
Từ vài chục năm trước đã từng có một hệ thống nối một backhoe với cánh tay nhập liệu thực tế ảo có phản hồi lực. Người vận hành có thể cảm nhận vật cản và chỉ bằng cảm giác đã đào đất quanh đường ống được, nhưng nó không bao giờ thành sản phẩm thương mại. Có lẽ khi đó còn quá sớm
Tôi từng thấy các thợ vận hành backhoe rất chuộng thiết bị cũ. Máy quá mới thì các chốt quá khít, không có “độ rơ” để tận dụng. Nếu quan sát kỹ, chính độ rơ đó được dùng làm đầu vào cảm giác, và với đủ chú ý cùng kinh nghiệm thì nó trở thành phản hồi theo thời gian thực
Cả cỗ máy chính là một thiết bị phản hồi lực. Không phải chỉ ngồi trên ghế êm và kéo cần gạt, mà là ngồi trên một tập hợp các hệ thống phản ứng với nhiều tải trọng khác nhau và mỗi thứ đều phát ra âm thanh riêng
ETH Zurich khá nổi tiếng như một trường kỹ thuật. Không hiểu sao trong đầu tôi lại luôn liên hệ nó với nhà khoa học máy tính Edsger Dijkstra, nhưng theo Wikipedia thì ông chưa từng ở đó
[1] https://en.wikipedia.org/wiki/ETH_Zurich
[2] https://ethz.ch/en.html
[3] https://en.wikipedia.org/wiki/Edsger_W._Dijkstra
[1] https://ethz.ch/en/the-eth-zurich/global/events/digitaler-ei...
https://www.science.org/doi/10.1126/scirobotics.abp9758
https://youtu.be/P7wmotyKgXc
Thành quả rất tốt. Nhờ các mô hình dựa trên đa phương thức sẽ xuất hiện trong tương lai, sẽ có nhiều robot với năng lực ngày càng mạnh hơn. Có lẽ chỉ sau 5 năm nữa thôi, thế giới robot học sẽ rất khác
Có một vài công bố
Kế hoạch của Trung Quốc: "…China aims to be ready to mass-produce humanoids by 2025."
https://www.therobotreport.com/china-plans-to-mass-produce-h...
Tesla Robot: "…it would be low cost and available to the public sometime between 2025 and 2027. " https://builtin.com/robotics/tesla-robot
Dù sao thì cũng có những công ty đi trước họ rất xa. Boston Dynamics có nhiều robot cực kỳ ấn tượng, nhưng vẫn còn xa mới là công nghệ tiêu dùng. Lực vật lý cần thiết để thực hiện những chuyển động như vậy sẽ rất nguy hiểm cho những người xung quanh nếu có trục trặc hay lỗi, và về bản chất đó là máy móc hạng nặng
Ngay cả động vật hay con người, dù có khả năng kiểm soát chuyển động vượt trội hơn nhiều, đôi khi cũng vô tình làm người khác bị thương, như giẫm lên chân ai đó hoặc quay người rồi va vào người bên cạnh. Chỉ cần tưởng tượng một cỗ máy nặng hàng trăm kg dự đoán sai chuyển động của bạn và dồn toàn bộ trọng lượng cơ thể lên bàn chân bạn là được
Tò mò không biết còn phải mất bao nhiêu chục năm nữa cho tới khi ai đó nối thứ này với webcam để mọi người có thể chơi Minecraft ngoài đời thật
Nếu quét toàn bộ các hòn đá thì có vẻ sẽ ghép chúng khít hơn được. Không dám kỳ vọng tới mức tường đá kiểu Inca, nhưng nếu lập trình để chú ý điều đó thì có lẽ sẽ làm được một bức tường chặt hơn
Việc đẽo đá thành gần vuông góc và làm khớp các mặt đòi hỏi rất nhiều công sức, bao gồm khoan, nêm và hoàn thiện bằng đục một cách chính xác. Nhưng một khi đến giai đoạn xếp chồng thì nó trở thành công việc xây gạch, mà việc này robot đã giải quyết được và từng lên HN rồi
Tường đá khô truyền thống phát triển từ cách dọn đá khỏi ruộng khi khai hoang và xếp chúng lại để giảm gió trên những cánh đồng trơ trọi nhiều đá
Việc xếp và cân bằng với đúng hình dạng sẵn có, hoặc chỉ với khả năng thăm dò trước rất hạn chế và hàng đợi sắp xếp lại, là một bài toán khó hơn nhiều, nên công trình này rất ấn tượng
Vì hình học là ngẫu nhiên, nên với kiểu lấy mẫu và bố trí như thế này, có vẻ khó mà kỳ vọng việc ghép khít một cách ổn định