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O Papel dos Cães-Robôs na Construção

Cães-robôs podem mudar a forma como a gente monitora e coleta dados em canteiros de obras.

Miguel Arturo Vega Torres, Fabian Pfitzner

― 6 min ler


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Cães-robôs estão se tornando mais populares em várias áreas, mas ainda tem pouca pesquisa sobre como eles podem ser usados em canteiros de obras. A indústria da construção envolve várias tarefas que exigem muito esforço humano, como garantir a segurança, mover materiais e conferir o local. Cães-robôs podem ajudar nessas tarefas oferecendo suporte automatizado, o que pode reduzir o trabalho manual.

Este artigo explora como cães-robôs podem ser usados em canteiros de obras, focando nas especificações deles e no que é necessário para funcionarem direitinho. Um experimento real foi realizado em um grande canteiro de obras usando um robô quadrúpede, e o potencial do robô foi avaliado.

O Papel Crescente da Tecnologia na Construção

Nos últimos anos, a indústria da construção tem buscado mais maneiras de melhorar seus processos com ferramentas digitais. Um grande desafio é coletar dados regularmente por todo o site para criar um modelo digital completo do que está rolando. Cães-robôs, que se movem como animais e têm quatro patas, conseguem lidar bem com vários terrenos.

Gerentes de construção frequentemente enfrentam trabalhos difíceis que tomam muito tempo, como conferir o progresso das obras. Usar Robôs Autônomos para monitoramento pode diminuir bastante o esforço necessário para essas tarefas. Enquanto a maioria dos estudos atuais foca em drones voadores para construção, robôs terrestres podem ser mais práticos.

Para incentivar pesquisas futuras, é essencial examinar como os cães-robôs podem ser usados em canteiros de obras, especialmente sobre a capacidade deles de coletar dados, alcançar lugares difíceis e sobreviver com fontes de energia limitadas.

Uma Olhada nos Robôs Quadrúpedes

Nas descobertas compartilhadas, foi feita uma comparação detalhada dos robôs quadrúpedes disponíveis na Europa, listando suas características principais e preços. A análise incluiu apenas robôs que pesam menos de 50 kg e têm mais de 40 cm de altura. Isso garante que os robôs sejam adequados para as tarefas previstas nos canteiros de obras.

Os seguintes robôs foram analisados:

  • A1 da Unitree
  • Go1 da Unitree
  • Aliengo da Unitree
  • Spot da Boston Dynamics
  • B1 da Unitree
  • ANYmal da Anybotics

A comparação focou em fatores como peso, altura, carga máxima e mais. Uma análise das propriedades mostra que alguns robôs podem ser mais adequados para tarefas específicas, dependendo das condições do canteiro de obras.

Por exemplo, robôs que aguentam exposição à água são necessários em condições de chuva. A altura dos degraus que esses robôs conseguem subir é importante para funcionar em prédios de vários andares. Embora alguns robôs se destacam em várias tarefas, certos modelos ainda precisam de melhorias em estabilidade e confiabilidade para navegar em ambientes difíceis.

Estudo de Caso: Usando o Robô Go1

O robô Go1 foi escolhido para realizar um estudo de caso para Coleta de Dados. Um sistema de mapeamento foi desenvolvido para funcionar de forma independente do robô. Essa configuração permite que o sistema seja usado manualmente ou montado em outros robôs.

Para garantir uma coleta de dados precisa, o sistema de mapeamento utiliza detecção de luz, sensores de câmera e unidades de medição inercial. Um computador foi selecionado com base em seu desempenho e baixo consumo de energia.

O sistema tem um design personalizado para mantê-lo leve e portátil, facilitando o manuseio. Inclui partes modulares que podem ser facilmente mantidas ou substituídas, se necessário.

Durante o processo de coleta de dados, o robô navegou por um grande canteiro de obras em Munique, cobrindo uma área de cerca de 12.500 metros quadrados. Os dados coletados incluíram imagens, escaneamentos e medições do ambiente.

Analisando os Dados

Depois de coletar os dados, foram feitos passos para garantir que tudo estivesse alinhado corretamente. Os dados de vários sensores foram combinados em um único sistema, permitindo uma visão mais clara do canteiro de obras. Esse processo envolveu a correspondência das imagens e escaneamentos a laser com um layout conhecido do edifício.

Usando métodos avançados, o robô também pôde detectar características comuns em canteiros de obras, como guindastes e andaimes. Essa habilidade agrega valor ao monitoramento de atividades, já que os gerentes de construção frequentemente precisam desse tipo de informação.

O robô Go1 pode fornecer uma perspectiva única sobre áreas internas que métodos tradicionais, como câmeras ou drones, podem não cobrir adequadamente. No entanto, ainda há desafios a superar. Por exemplo, o robô enfrenta dificuldades para navegar em ambientes complexos e pode necessitar de assistência humana para algumas tarefas.

Desafios Enfrentados pelos Cães-Robôs

Apesar dos benefícios potenciais, existem vários desafios ao implantar cães-robôs em canteiros de obras. Por exemplo, a confiabilidade do robô durante a operação manual é geralmente boa. Porém, quando se trata de navegar autonomamente, surgem problemas, especialmente em relação a atualizações de software e imprecisões no mapeamento.

Algumas áreas dos canteiros de obras podem ser difíceis para os robôs acessarem por causa de escadas íngremes ou terrenos irregulares, significando que eles podem precisar ser carregados por trabalhadores. Além disso, o Go1 tem limitações em resistir a condições climáticas ruins, o que pode impactar sua utilidade no local.

Outro problema significativo é a vida útil da bateria do robô. Com uma duração de cerca de 30 minutos durante o uso ativo, o carregamento contínuo é necessário. Para tornar o uso do robô mais prático, vários requisitos devem ser atendidos, como ter mapas 3D atualizados do site, abordar mudanças atuais no ambiente e melhorar a tecnologia de baterias.

O Futuro dos Cães-Robôs na Construção

O estudo mostra que os cães-robôs podem monitorar efetivamente os canteiros de obras, especialmente fornecendo informações valiosas para criar modelos digitais. No entanto, a implementação deles requer enfrentar limitações na vida útil da bateria, adaptabilidade a diferentes ambientes e o estado atual da tecnologia.

Tem potencial para usar vários cães-robôs juntos para compensar alguns dos desafios. O futuro parece promissor à medida que os avanços em tecnologia continuam a se desenvolver. Com melhorias contínuas apoiando os cães-robôs, eles podem se tornar uma parte mais crítica do monitoramento na construção.

Resumindo, os cães-robôs apresentam uma ferramenta valiosa para supervisionar canteiros de obras complexos. À medida que a tecnologia continua a melhorar, sua eficácia em vários ambientes deve florescer, levando a uma maior eficiência no trabalho de construção. Sua capacidade de coletar dados e ajudar no monitoramento pode torná-los indispensáveis no futuro da indústria da construção.

Fonte original

Título: Investigating Robot Dogs for Construction Monitoring: A Comparative Analysis of Specifications and On-site Requirements

Resumo: Robot dogs are receiving increasing attention in various fields of research. However, the number of studies investigating their potential usability on construction sites is scarce. The construction industry implies several human resource-demanding tasks such as safety monitoring, material transportation, and site inspections. Robot dogs can address some of these challenges by providing automated support and lowering manual effort. In this paper, we investigate the potential usability of currently available robot dogs on construction sites in terms of focusing on their different specifications and on-site requirements to support data acquisition. In addition, we conducted a real-world experiment on a large-scale construction site using a quadruped robot. In conclusion, we consider robot dogs to be a valuable asset for monitoring intricate construction environments in the future, particularly as their limitations are mitigated through technical advancements.

Autores: Miguel Arturo Vega Torres, Fabian Pfitzner

Última atualização: 2024-09-23 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://arxiv.org/abs/2409.15253

Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2409.15253

Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Alterações: Este resumo foi elaborado com a assistência da AI e pode conter imprecisões. Para obter informações exactas, consulte os documentos originais ligados aqui.

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