A ascensão da robótica de construção

A indústria da construção enfrenta inúmeros desafios e cada vez mais empresas procuram automatizar tarefas para aliviar alguma da pressão. Catrin Jones analisa como a robótica tem potencial para ajudar a indústria em tempos difíceis.

Exossistema Built Robotics em funcionamento (Foto: Built Robotics)

Quando pensamos no termo robô, muitas vezes nos referimos às representações humanóides em programas de TV e filmes, mas a definição de robôs em um canteiro de obras não é tão clara.

Na última década, a indústria robótica tem desenvolvido inúmeras soluções robóticas para automatizar processos e agilizar projetos.

A Canvas, com sede nos EUA, desenvolveu um robô de acabamento de drywall, enquanto o robô da Okibo fornece aplicações de pintura e revestimento. A Boston Dynamics, por outro lado, abriu o caminho com mais soluções robóticas móveis – como o ‘Spot the Dog’ e o seu robô humanóide baseado em investigação ‘Atlas’.

O que é um robô?

Em termos de construção, um robô é geralmente entendido como uma máquina que opera de forma autônoma, realizando um trabalho específico (e geralmente repetitivo).

Os robôs na construção têm funções vastas e variadas, com soluções que vão da pré-construção até a adição dos retoques finais a um projeto. Apesar das possibilidades que a robótica tem, Erol Ahmed, diretor de comunicações da Built Robotics, acredita que a definição de robôs é muitas vezes mal interpretada quando se trata de construção.

Ele diz: “Quando imaginamos robôs, pensamos em máquinas semelhantes aos humanos, com todo o conjunto de capacidades de uma pessoa. Quando se trata de construção, os robôs realmente significam autonomia e tecnologias assistivas que ajudam os trabalhadores qualificados a realizar o trabalho de forma mais segura, produtiva e precisa.

“Podem ser pequenos dispositivos, máquinas personalizadas ou atualizações pós-venda para equipamentos existentes, como o Exossistema da Built Robotics. Os robôs assumem todas as formas e formas.”

David Burczyk, líder de robótica de construção da Trimble (Foto: Trimble)

Para David Burczyk, líder de robótica de construção da Trimble, um robô tem um significado semelhante. Ao fazer a pergunta ‘como você define o que é um robô?’, Burczyk tem que fazer uma pausa, apesar de já trabalhar na indústria há mais de dez anos. Isto parece demonstrar que a robótica percorreu um longo caminho só nos últimos anos e que o desenvolvimento não mostra sinais de abrandamento.

“É interessante porque temos as nossas estações totais e referimo-nos a elas como estações totais robóticas”, diz Burczyk. “Adotamos uma abordagem em que uma estação total mecânica tradicional tinha duas pessoas operando – então tínhamos uma pessoa no instrumento e outra com o manípulo de layout – e essas duas estavam se comunicando entre si para fazer suas medições de levantamento. Para nós, isso se tornou um robô.

“Pegamos um trabalho de dois homens e o transformamos em um único operador. Não está necessariamente se movendo com pernas ou rodas ou qualquer coisa dessa natureza, mas está agindo de forma robótica, tornando-se um colega de trabalho no local de trabalho.”

Tanto Ahmed como Burczyk concordam que uma abordagem “tamanho único” para a definição de robótica na construção não capta totalmente a magnitude das possibilidades que a tecnologia oferece.

Automatizando a construção

A robótica pode desempenhar um papel em uma variedade de tarefas no local , mas a automação é o que a diferencia de outras tecnologias. A automatização dos processos de construção é algo que começamos a ver cada vez mais – especialmente em projetos urbanos de maior dimensão, onde o tempo e o dinheiro são obstáculos. A automação tem o potencial de realizar tarefas arriscadas e que causam lesões que os trabalhadores da construção muitas vezes enfrentam, reduzindo assim as mortes de trabalhadores.

Matthew Johnson-Roberson, diretor do Instituto de Robótica da Universidade Carnegie Mellon, vê a tendência contínua de automação nos planos para o futuro da robótica. Ele vê a tecnologia se desenvolvendo para subtarefas e mais escalabilidade em termos de confiabilidade, ao mesmo tempo que reduz custos.

Burczyk da Trimble tem conversado com quem está no local e descobriu que se trata de investir dinheiro em um produto que pode ser usado repetidamente e que realmente agrega valor a um projeto. “O que ouvimos quando conversamos com nossa base de clientes é que eles realmente querem automatizar os processos. Os empreiteiros gerais que estão usando scanners a laser estão pegando orçamentos que já possuem para documentar a construção com scanners a laser.

“Normalmente, nessas aplicações hoje em dia, eles têm a oportunidade de ir ao local de trabalho, capturar uma digitalização e pronto. Ao pegar esse mesmo orçamento e investi-lo em robótica, eles agora têm a capacidade de levar os dados desde o início do projeto até o final do projeto – capturados quantas vezes quiserem. Isso está abrindo uma nova fronteira para eles obterem algumas análises de dados e terem novos insights sobre o projeto que eles simplesmente não tinham antes.”

A empresa de pesquisa de mercado IDTechEx afirma que a mobilidade autônoma é uma das partes mais importantes da autonomia do robô. Com a crescente procura de soluções autónomas numa série de indústrias, incluindo a construção, a empresa conclui que a mobilidade autónoma terá um crescimento sem precedentes do que nunca.

Soluções de co-desenvolvimento

Em outubro de 2020, a Trimble anunciou uma aliança estratégica com a Boston Dynamics para co-desenvolver uma solução para trazer a robótica para a indústria de construção civil.

Para coletar dados de construção no local de trabalho, a Trimble tem três cargas úteis diferentes nas quais planeja se concentrar. O primeiro que a empresa sediada nos EUA lançou no mercado é a captura da realidade – o scanner Trimble X7 está sendo usado atualmente com o ‘Spot the dog’ da Boston Dynamics – com planos adicionais para estações totais robóticas no futuro.

Colaboração Trimble e Boston Dynamics (Foto: Trimble)

O Scanner X7 da Trimble é um scanner a laser terrestre, que vai de diferentes posições ou pontos de referência e captura varreduras de laser AA360 de cada um desses pontos de referência.

Burczyk é uma das mentes por trás da colaboração do scanner da Trimble com a Spot. “Com o Spot você ensina um caminho ou uma missão que deseja que ele siga, e ele pode então executar essa missão de forma autônoma, quantas vezes quiser.

“Depois de treiná-lo para onde ir, você estará dizendo onde é seguro operar e onde estão as áreas que deseja coletar. É ao longo desse caminho que você define esses waypoints e em cada waypoint é onde o scanner a laser funciona.”

O scanner a laser executa a mesma tarefa repetidamente, mantendo um nível consistente de coleta de dados – uma função que é repetitiva e servil para trabalhadores qualificados.

À medida que a robótica tem entrado na indústria da construção, tem havido debate sobre se isto apoia a escassez de competências ou incentiva a perda de empregos.

Burczyk acredita que se trata de uma questão de colaboração. “Quando comecei a trabalhar, há cerca de 10 anos, introduzimos as estações totais robóticas no local de trabalho. Essa foi a primeira introdução de um robô na construção. Havia muito medo naquela época, de que você estivesse tirando empregos; então, à medida que foi implementado em mais fluxos de trabalho, as pessoas o viram como uma peça colaborativa e não como algo que os substituísse.”

Johnson-Roberson, da Carnegie Mellon University, concorda com Burczyk, dizendo que a introdução de robôs no canteiro de obras exigirá trabalho em equipe. “Eu acho que a colaboração é crítica. Não existe nenhum sistema completo pronto para assumir todos os elementos de construção.

“Eu digo aos trabalhadores para pensarem em fazer escavações sem retroescavadeira [carregadeira] ou construir edifícios altos sem guindastes. É impensável. Acredito que a próxima geração de todos esses tipos de ferramentas será mais inteligente e segura, além de reduzir lesões e melhorar a eficiência, o que será positivo para trabalhadores e desenvolvedores.”

Identificando gargalos

Juntamente com a apreensão em torno dos empregos, muitos estão preocupados que este possa ser o início de robôs assumindo projetos inteiros. Ahmed, da Built Robotics, é rápido em desmascarar esse mito.

“Em vez de perguntar se os robôs algum dia assumiriam completamente o controle, deveríamos perguntar se precisamos que eles “assumam o controle?” A resposta curta é não”, diz ele.

“Deveríamos criar robôs de forma ponderada e original, que é a abordagem que as indústrias de construção, mineração e agricultura têm adotado. Em vez de tentar recriar o comportamento humano , estas indústrias identificaram os seus maiores estrangulamentos em termos de força de trabalho, produtividade e riscos, e trabalham do problema à solução. Desta forma, criamos robôs que fazem sentido e têm valor económico imediato, ao mesmo tempo que criamos locais de trabalho mais seguros e eficientes.

Robô Spot da Boston Dynamics com sistema de digitalização 3D Trimble X7 (Foto: Trimble)

“No final das contas”, diz Ahmed, “os robôs são ferramentas nas mãos de trabalhadores qualificados, que decidem como e quando um robô faz sentido”.

Os robôs na construção estão provando ser ferramentas eficazes que estão sendo bem recebidas por trabalhadores e empreiteiros. A Built Robotics afirma que treinou trabalhadores qualificados para se tornarem “Operadores de Equipamentos Robóticos” (REOs). Ahmed acrescenta que isso mantém os trabalhadores envolvidos com os mais recentes avanços em autonomia e permite-lhes gerir os robôs da Built Robotics nos locais de trabalho.

Ahmed destaca que, ao treinar e envolver todos na forma como os robôs são construídos e implantados, podemos garantir que pessoas e máquinas trabalhem juntas de forma a fazer crescer a indústria da construção, o que beneficia todos, em todos os níveis.

Ele diz: “Essa abordagem nos permite superar os equívocos comuns sobre robótica e nos mantém focados em aplicações práticas e de bom senso de tecnologias avançadas – algo que tem feito e continuará a fazer crescer o setor de construção”.

Como diz Ahmed, superar os equívocos em torno da robótica na construção é um ponto de partida fundamental para a sua adoção no futuro. Embora alguns estejam apreensivos quanto à possibilidade de a robótica ser o caminho a seguir, há outras empresas na indústria que estão a fazer grandes progressos para garantir que fazem parte do futuro.

A Terex, fabricante norte-americana de elevação e movimentação de materiais, comprou recentemente a empresa de robótica Apptronik com planos de co-criar possíveis aplicações robóticas para produtos Terex. A empresa de tecnologia é especializada no desenvolvimento de soluções robóticas móveis versáteis.

Os cofundadores da Apptronik trabalharam em sistemas avançados centrados no ser humano , incluindo o NASA Valkyrie Robot para o DARPA Robotics Challenge. Outros projetos da Apptronik incluem o Astra, um robô humanóide para a parte superior do corpo embalado em um formato pequeno, que permite sua colocação em qualquer plataforma de mobilidade e, mais recentemente, o Apollo, um humanóide versátil apoiado pela NASA, projetado para escalar e ser aplicado em inúmeras aplicações .

À medida que continuamos a ver mais soluções robóticas chegarem ao mercado, há esperança de que estas possam começar a resolver alguns dos desafios que a indústria da construção enfrenta – seja a escassez de competências ou o reforço das medidas de saúde e segurança – e talvez chegue um momento em que soluções robóticas são tão fundamentais em nossos projetos quanto outros equipamentos.

Primeiro robô de instalação de painel solar em campo O robô de instalação de painéis solares, Solar Trax 824, é o primeiro robô de produção no campo que instala painéis solares. A máquina da Bailey Cranes pode levantar painéis de 20 centímetros de altura e percorrer 24 polegadas para lidar com a maioria dos projetos de campo solar. A empresa por trás do robô afirma que a máquina base é acionada por esteiras, proporcionando um alto grau de tração e capacidade de terreno . Projetado para terrenos acidentados e declives aumentados, diz-se que o conjunto superior se nivela automaticamente para maior estabilidade e facilidade de colocação do painel. O robô funciona por meio de funções hidráulicas que incluem Movimento Programado que combina várias etapas, como “Raise-Left”, que levanta os painéis da posição central , transporta-os lateralmente até a estrutura de suporte e abaixa-a no lugar. Outras funções incluem “Home”, que retorna a bandeja à posição central para recarga e “Drive-Increment”, que avança a máquina na distância exata para instalação dos próximos 4 painéis. Bailey Cranes afirma que a incorporação de sistemas de visão da indústria de veículos autônomos permite que o robô localize com precisão os painéis solares na estrutura de montagem.

Nemetschek investe em start-up robótica O Grupo Nemetschek, fornecedor de software para as indústrias de construção e mídia, anunciou recentemente que participou de uma rodada de financiamento para a startup de robótica Kewazo . A empresa afirma que os produtos robóticos da Kewazo permitem a automação e digitalização do fluxo de materiais no local, combinando robótica e análise de dados. Ao estarem envolvidos em atividades críticas no local, os produtos robóticos coletam dados operacionais importantes. Esses dados são então processados e fornecidos aos clientes como insights acionáveis por meio da plataforma de análise de dados, aumentando a transparência do que acontece no local, em canteiros de obras e plantas industriais. “O investimento do player global Nemetschek é um grande passo para nós. Ele preenche a lacuna entre o hardware e o software no local, que muitas vezes só é usado em escritórios. Isso nos permite tornar o canteiro de obras mais digital, mais inteligente e mais seguro para todos”, comenta Artem Kuchukov, CEO e cofundador da Kewazo.