- นักวิจัยจาก ETH Zurich ใช้รถขุดอัตโนมัติ HEAP ก่อสร้าง กำแพงหินแห้ง สูง 6 เมตร ยาว 65 เมตร โดยซ้อนหินหนักหลายตันและเศษวัสดุจากการรื้อถอน
- นำเซ็นเซอร์ภาคสนามและ machine vision มาประยุกต์ใช้กับงานก่อสร้างกำแพงหินแห้งที่เดิมพึ่งพาแรงงานคนเป็นหลัก ทำให้รถขุดดำเนินงานเองตั้งแต่การจำแนกวัสดุไปจนถึงการหยิบและจัดวาง
- HEAP สร้าง แผนที่ 3D ของไซต์ก่อสร้าง และบันทึกตำแหน่ง น้ำหนักโดยประมาณ และจุดศูนย์ถ่วงของหินและบล็อกรอบๆ
- เมื่ออัลกอริทึมการจัดวางกำหนดตำแหน่งของหินแต่ละก้อน รถขุดก็จะวางตามนั้น โดยสามารถจัดวางหินได้ 20~30 ก้อน ต่อหนึ่งหน่วยงาน
- แนวทางที่ใช้วัสดุในพื้นที่และแผ่นคอนกรีตที่มีพลังงานแฝงต่ำ สามารถเพิ่ม ประสิทธิภาพการใช้ทรัพยากร ในกระบวนการก่อสร้างได้
การก่อสร้างกำแพงหินแห้งด้วยรถขุดอัตโนมัติ HEAP
- นักวิจัยจาก ETH Zurich นำรถขุดอัตโนมัติ HEAP มาใช้สร้างกำแพงหินแห้งสูง 6 เมตร ยาว 65 เมตร
- กำแพงนี้ถูกจัดวางภายใน ภูมิทัศน์·สวนสาธารณะ ที่วางแผนแบบดิจิทัลและขุดโดยอัตโนมัติ
- วัสดุที่ใช้คือหินหนักหลายตันและ เศษวัสดุจากการรื้อถอน
- การก่อสร้างกำแพงหินแห้งแบบเดิมต้องใช้ แรงงานคน จำนวนมาก
ทีมวิจัยและบริบทของโครงการ
- โครงการนี้มีหลายกลุ่มวิจัยจาก ETH Zurich เข้าร่วม
- Gramazio Kohler Research
- Robotics Systems Lab
- Vision for Robotics Lab
- Chair of Landscape Architecture
- แอปพลิเคชันด้านการออกแบบนี้พัฒนาขึ้นเป็นส่วนหนึ่งของ NCCR dfab
การรับรู้หน้างานและการจัดการวัสดุ
- HEAP ใช้เซ็นเซอร์สร้าง แผนที่ 3D ของไซต์ก่อสร้างโดยอัตโนมัติ
- ค้นหา บล็อกและหิน ที่มีอยู่ในไซต์ซึ่งจำเป็นต่อการสร้างกำแพง และระบุตำแหน่งของสิ่งเหล่านั้น
- ด้วยเครื่องมือเฉพาะทางและแนวทาง machine vision จึงสามารถสแกนและหยิบหินก้อนใหญ่รอบๆ ได้
- ยังบันทึก น้ำหนัก โดยประมาณและ จุดศูนย์ถ่วง ของหินแต่ละก้อนด้วย
อัลกอริทึมจัดวางหินและปริมาณงาน
- อัลกอริทึมตัดสินใจ ตำแหน่งจัดวาง ที่เหมาะสมที่สุดสำหรับหินแต่ละก้อน
- รถขุดวางหินลงในตำแหน่งที่กำหนดโดยตรงเพื่อก่อกำแพง
- อุปกรณ์อัตโนมัติสามารถจัดวางหินได้ 20~30 ก้อน ต่อหนึ่งหน่วยงาน
- ซึ่งใกล้เคียงกับปริมาณที่สามารถจัดส่งได้ในการขนส่งหนึ่งเที่ยว
วิธีการก่อสร้างที่ใช้ทรัพยากรอย่างมีประสิทธิภาพ
- กำแพงหินแห้งสามารถใช้วัสดุที่จัดหาได้ในท้องถิ่น จึง ใช้ทรัพยากรอย่างมีประสิทธิภาพ
- สามารถใช้วัสดุอย่าง แผ่นคอนกรีต ที่มีพลังงานแฝงต่ำได้ด้วย
- การใช้วัสดุในไซต์ช่วยเปลี่ยนหินและเศษวัสดุจากการรื้อถอนให้กลายเป็นองค์ประกอบของกำแพงหินแห้งได้
1 ความคิดเห็น
ความคิดเห็นจาก Hacker News
ในฐานะคนที่เคยก่อ กำแพงหินแห้ง มาบ้าง ผมเห็นด้วยว่าความสำเร็จนี้น่าทึ่งมาก การตัดสินใจว่าจะวางหินตรงไหนและหันไปทิศทางใด เป็นทักษะที่แทบจะใกล้เคียงเซนเลย
เมื่อก่อนเคยพยายามปลูกดอกไม้ป่าบนกำแพงหิน แต่หว่านเมล็ดทุกปีก็ร่วงลงมาหรือถูกนกกินหมด จนกระทั่งหัวหน้าของผมเอาเมล็ดใส่ปลอกกระสุนลูกซองหลายอันแล้วยิงใส่กำแพง ผลลัพธ์สมบูรณ์แบบมาก ปีถัดมากำแพงก็ปกคลุมไปด้วยดอกไม้
ปัจจุบันเราใช้พลังงานเพื่อบดหิน แล้วก็ใช้พลังงานอีกครั้งเพื่อยึดมันกลับเข้าด้วยกันด้วยคอนกรีต สุดท้ายก็ทำไปเพื่อจัดเรียงหินใหม่ให้เป็นโครงสร้างที่มีรูปทรงและความแข็งแรงตามต้องการ และเหนือสิ่งอื่นใดคือเพื่อให้ถูกที่สุด
เท่ากับว่าจู่ ๆ ก็มีทางเลือกหนึ่งที่ถูกลงมาก แนวทางนี้ยังไม่ถึงขั้นสมบูรณ์ และคงยังยากที่จะใช้แทนคอนกรีตเสริมเหล็ก พรีเทนชัน หรือโครงสร้างคานยื่นได้ทันที แต่ในงานโครงสร้างพื้นฐานขนาดใหญ่หรืองานวิศวกรรมโยธา ดูมีโอกาสที่จะนำมาซึ่ง การปรับปรุงเชิงอุณหพลศาสตร์ ในระดับพื้นฐานได้
วิธีทำอยู่ที่นี่: http://www.cornishhedges.co.uk/PDF/building.pdf
https://en.wikipedia.org/wiki/Hydroseeding
ส่วนที่หัวหน้าทำนั้นไม่รู้ควรเรียกว่าอะไรดี จะว่าเป็น pyroseeding เต็มตัวก็ไม่ใช่
ในสเปน หรือให้เจาะจงกว่านั้นคือพื้นที่ชนบทของคาตาโลเนีย มีเทคนิคการก่อสร้างที่เรียกว่า Pedra Seca แปลตามตัวอักษรว่า “Dry Stone” และโดยพื้นฐานคือวิธีสร้างโครงสร้างโดยใช้เพียงหินเท่านั้น ปัจจุบันก็ยังใช้กันอยู่ โดยเฉพาะในพื้นที่เกษตรกรรม
ตัวอย่างมีดังนี้
https://dd9de8c7b7.cbaul-cdnwnd.com/b5fbcf0e77b7b72ef95acd62...
https://static1.ara.cat/clip/98e3619e-8dd2-4c0b-828c-254a62e...
ค้นหาใน Google: https://www.google.com/search?client=safari&sca_esv=58408328...
นอกจากนี้ รูปทรงของหินที่ได้มาตามธรรมชาติจากบริเวณรอบ ๆ ยังทำให้การจัดวางและพื้นผิวของกำแพงแตกต่างกันไป จึงมีเอกลักษณ์ท้องถิ่นชัดเจน
https://en.wikipedia.org/wiki/Dry_stone#/media/File%3ADry_st...
ในอิตาลีก็มีเช่นกัน ลองค้นคำว่า “muretti a secco” ได้
https://ca.wikipedia.org/wiki/Marge
ไม่เคยรู้มาก่อนว่าเดิมเป็นวิธีที่มาจากยุโรป
นี่ดูเหมือนเป็นเทคโนโลยีที่อาจพลิกเกมได้เลย แถวบ้านก็มีรั้วหินแบบนี้เยอะ บางส่วนว่ากันว่าทำโดย ผู้อพยพชาว Dalmatian เมื่อนานมาแล้ว และบางส่วนก็ว่ากันว่าทำโดยเชลยศึกชาวเยอรมัน การสร้างต้องใช้แรงงานมากและต้องมีทักษะสูง
ที่ดินของเราก็มีรั้วที่ทำไว้ค้ำเนินหลังดินถล่มเหมือนกัน ชายชราผู้ชำนาญคนหนึ่งใช้รถขุดก่อขึ้นมาได้คล่องแคล่วอย่างไม่น่าเชื่อจริง ๆ
สิ่งที่สงสัยคือความปลอดภัย ถ้าหินขนาดนั้นก้อนหนึ่งล้มลงมา เด็กอาจเสียชีวิตทันทีได้ โครงสร้างแบบนี้จึงน่ากลัวมาก รั้วที่คนมีฝีมือเพียงพอก่อขึ้นมานั้นปลอดภัย แต่ประเด็นสำคัญคือของที่หุ่นยนต์สร้างจะอยู่ในระดับเดียวกันหรือไม่
https://en.wikipedia.org/wiki/Shotcrete
https://www.geostabilization.com/technology/shotcrete-robot/
https://dawinvehicles.en.made-in-china.com/product/jBMnaOKdL...
ไม่รู้ว่าเป็นเรื่องจริงหรือเป็นมุขปากต่อปาก แต่ถ้าคิดว่าแกะรับรู้ได้ว่าโครงสร้างมั่นคงหรือไม่ และมนุษย์เรียนรู้วิธีหลอกประสาทสัมผัสนั้นได้ ก็น่าสนใจดี
ทีมนี้มีสปินออฟชื่อ Gravis Robotics และกำลังทำอะไรที่น่าสนใจทีเดียว แม้แต่วิดีโอโปรโมตก็มีรายละเอียดเชิงเทคนิคอยู่ด้วย
https://www.youtube.com/watch?v=yiTIXAAulzI
https://gravisrobotics.com/
ดีเลย เครื่องจักรหนัก ที่มีองศาอิสระมาก ๆ นั้นมนุษย์ควบคุมได้ยาก แม้จะมีผู้ควบคุมที่เก่งมาก ๆ อยู่บ้าง แต่ไม่ใช่ทุกคนจะเป็นแบบนั้น
หลายสิบปีก่อนก็เคยมีการสร้างอุปกรณ์ที่เชื่อมรถแบ็กโฮเข้ากับแขนอินพุตเสมือนจริงที่มีแรงป้อนกลับ ผู้ควบคุมสามารถรู้สึกถึงสิ่งกีดขวาง และขุดดินรอบท่อได้โดยอาศัยเพียงความรู้สึก แต่ไม่ได้กลายเป็นสินค้า ดูเหมือนจะเป็นความพยายามที่มาก่อนเวลาเกินไป
เคยเห็นผู้ควบคุมรถแบ็กโฮที่ชอบอุปกรณ์รุ่นเก่าอย่างมาก เพราะเครื่องที่ใหม่เกินไปมีสลักแน่นเกินจนไม่มี “ระยะหลวม” ให้ใช้ประโยชน์ ถ้าสังเกตดี ๆ ระยะหลวมนั้นถูกใช้เป็นอินพุตทางประสาทสัมผัส และเมื่อมีสมาธิกับประสบการณ์ ก็กลายเป็นการป้อนกลับแบบเรียลไทม์
เครื่องจักรทั้งคันคืออุปกรณ์แรงป้อนกลับ ไม่ใช่แค่นั่งบนเก้าอี้สบาย ๆ แล้วดึงคันโยก แต่เป็นการนั่งอยู่บนชุดของระบบต่าง ๆ ที่ส่งเสียงของตัวเองออกมาตามการตอบสนองต่อภาระหลากหลายแบบ
ETH Zurich ค่อนข้างมีชื่อเสียงในฐานะโรงเรียนวิศวกรรม ด้วยเหตุผลบางอย่าง ในหัวเคยเชื่อมโยงที่นั่นกับนักวิทยาการคอมพิวเตอร์ Edsger Dijkstra แต่ตามวิกิแล้วเขาไม่เคยอยู่ที่นั่น
[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
เป็นผลงานที่ดี ต่อไปคงมีหุ่นยนต์อีกมากที่ความสามารถเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ ด้วย โมเดลพื้นฐานแบบมัลติโมดัล ที่กำลังจะออกมา แค่ผ่านไปอีก 5 ปี โลกของหุ่นยนต์ก็น่าจะเปลี่ยนไปมากแล้ว
มีประกาศอยู่หลายอย่าง
แผนของจีน: “…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
อย่างไรก็ดี ยังมีบริษัทที่นำหน้าไปไกลกว่านั้นมากอยู่ด้วย Boston Dynamics มีหุ่นยนต์หลายตัวที่น่าประทับใจมาก แต่ก็ยังห่างไกลจากเทคโนโลยีสำหรับผู้บริโภค แรงทางกายภาพที่ต้องใช้เพื่อให้เคลื่อนไหวแบบนั้นได้เป็นอันตรายต่อคนรอบข้างมากเมื่อเกิดการทำงานผิดพลาดหรือข้อบกพร่อง และโดยเนื้อแท้แล้วมันก็คือเครื่องจักรหนัก
แม้แต่สัตว์หรือมนุษย์ที่ควบคุมการเคลื่อนไหวได้ดีกว่ามาก ก็ยังมีพลาดไปเหยียบเท้า หรือหันตัวไปชนคนข้าง ๆ จนทำให้บาดเจ็บโดยไม่ตั้งใจบ้าง ลองจินตนาการว่าเครื่องจักรหนักหลายร้อยกิโลกรัมคาดเดาการเคลื่อนไหวของคุณผิด แล้วเหยียบเท้าคุณด้วยน้ำหนักทั้งตัวดู
สงสัยว่าจะต้องใช้เวลาอีกกี่สิบปี กว่าจะมีใครเอาสิ่งนี้ไปต่อกับเว็บแคม แล้วทำให้ผู้คนเล่น Minecraft ในโลกจริงได้
ถ้าสแกนหินทุกก้อน ก็น่าจะจับคู่หินให้เข้ากันได้ดีกว่านี้นะ ไม่ได้คาดหวังถึงระดับ กำแพงหินแบบอินคา แต่ถ้าโปรแกรมให้ใส่ใจเรื่องนั้น ก็น่าจะสร้างกำแพงที่แนบสนิทกว่านี้ได้
การแต่งหินให้ใกล้เคียงมุมฉากและปรับหน้าให้พอดีกันต้องใช้ความพยายามมาก รวมถึงการเจาะ การใช้ลิ่ม และการแต่งผิวด้วยสิ่วอย่างละเอียด แต่พอถึงขั้นตอนการก่อจริงแล้ว มันก็ลดรูปเป็นงานก่ออิฐ ซึ่งมีหุ่นยนต์แก้ปัญหาได้แล้ว และเคยถูกนำขึ้น HN มาแล้วด้วย
กำแพงหินแห้งแบบดั้งเดิมพัฒนามาจากการเก็บหินออกระหว่างปรับพื้นที่นาไร่ แล้วนำหินมากองเป็นกำแพงเพื่อลดลมในแปลงที่มีหินโผล่มาก
การก่อและทำให้สมดุลโดยใช้รูปทรงตามที่มีมาให้ หรืออาศัยเพียงการสำรวจล่วงหน้าและคิวจัดเรียงใหม่ที่จำกัดมาก เป็นปัญหาที่ยากกว่ามาก งานนี้จึงน่าประทับใจ
เพราะรูปทรงเรขาคณิตเป็นแบบสุ่ม ด้วยวิธีสุ่มตัวอย่างและจัดวางแบบนี้ ดูแล้วคงคาดหวังการเข้ารูปกันอย่างแนบสนิทได้ยากอย่างสม่ำเสมอ