Với sự phát triển của công nghệ, trong tương lai, các robot tự động hóa như trong ngành lắp ráp xe hơi sẽ dần thay thế con người trong lĩnh vực xây dựng.
Từ máy in nhà 3D của Apis Cor tới Phòng thí nghiệm của Viện Công nghệ Massachusetts, từ các startup cho tới nhà khoa học hàng đầu, tất cả đều nhắm tới một cuộc cách mạng số hóa ngành công nghiệp xây dựng này.
Một tương lai rực rỡ khi robot xây nhà vừa nhanh lại vừa tiết kiệm
Tháng 7/2016, tại một bãi đỗ xe ở California, một công trình rộng 15m, cao 3,6m được dựng lên chỉ trong hai ngày, với một cánh tay robot tự lái có bánh xích đặt từng lớp mút xốp làm việc trong 13,5 giờ đồng hồ để tạo thành một hình tổ ong khổng lồ màu vàng.
Viện Công nghệ Massachusetts hi vọng rằng Nền tảng Xây dựng Kĩ thuật số (DCP) được giới thiệu trên tạp chí khoa học robot vào tháng 4 vừa rồi sẽ là bước đệm cho ngành xây dựng trong tương lai.
Thử nghiệm của nhóm nghiên cứu của Steven Keating
Theo nhóm trưởng của dự án Steven Keating: "Chúng ta đã có những bước tiến vĩ đại trong quy trình thiết kế bằng kĩ thuật số nhưng vẫn chưa thể áp dụng nó trong thực tế trên công trường".
Bởi nhiều người vẫn chưa hoàn toàn tin tưởng để giao tính mạng con người cho các loại máy móc tự động hóa.
Cách làm truyền thống vẫn được lựa chọn sử dụng với những công trình có thời hạn sử dụng từ 50 - 100 năm để đảm bảo an toàn.
Thử nghiệm của Viện Công nghệ Massachusetts
Tuy nhiên một vài nhóm nghiên cứu vẫn dám phá vỡ rào cản này. Vào tháng 2 vừa rồi, startup Apis Cor vừa cho ra mắt một cánh tay robot trát các lớp vữa xi măng đông kết nhanh tạo nên các bức tường và gọi nó là ngôi nhà in 3D thực tế đầu tiên.
Thời gian hoàn thiện một căn nhà giá 10.000 USD (khoảng 220 triệu đồng) bao gồm cả việc đi dây hết một tháng, nhưng việc xây tường chỉ cần 1 ngày mà thôi.
Bên cạnh đó, có 1 thực tế là, người thợ xây hiện nay vẫn phải làm những việc cơ bản nhất: xếp từng viên gạch lên nhau, bằng tay. Và chúng đang dần vận hành kém hiệu quả, cũng như tạo 1 nửa lượng chất thải rắn lớn cho nước Mỹ. Vì thế, mục tiêu hàng đầu mà công nghệ robot đang nhắm đến là: giảm thiểu chất thải.
Những khó khăn khi áp dụng vào thực tế
Ai cũng có thể thấy sự hấp dẫn của công nghệ này. Việc “in 3D’’ các bức tường giúp các kĩ sư có thể dự đoán chính xác lượng nguyên vật liệu và thời gian cần thiết, giúp giảm chi phí và nhân lực.
Trường ĐH Nam California đang phát triển một hệ thống tương tự với mục tiêu giảm chi phí xây dựng sao cho phù hợp với hàng triệu người ở các nước đang phát triển.
Nhưng công nghệ chỉ là một phần của bài toán khó. “Còn nhiều chướng ngại khác đang tồn tại, ví dụ như những quy định và điều khoản của luật xây dựng”.
Các bài kiểm tra độ bền của bê tông được tạo ra bởi Apis Cor đã chứng minh được qua nhiều lần chịu các tác động xấu của thời tiết liên tục.
Nhưng ngành công nghiệp đặt tiêu chuẩn an toàn lên hàng đầu này vẫn chưa sẵn sàng đón nhận vật liệu chưa từng qua kiểm định như vật liệu cũ đã qua hàng trăm năm tin dùng.
Robot có khả năng tính toán giúp làm giảm tiêu hao vật liệu xuống mức thấp nhất.
Keating hi vọng rằng, công nghệ mới sẽ dần chiếm lĩnh ngành này, thay vì đột ngột thay thế các phương thức hiện tại. “Những bước đi chập chững đầu tiên hoàn toàn có thể thay đổi ngành xây dựng, nhưng không thể tạo ra những bước nhảy vọt vì nó không phù hợp với những kĩ thuật tại các công trường tại thời điểm này.”
Thay vì xây dựng hẳn một tòa nhà bằng những thứ vật liệu trong mơ, MIT chọn cách tạo ra những cái khuôn để đổ được cả bê tông thường và loại vật liệu đang được thử nghiệm, qua đó so sánh và chứng tỏ khả năng vượt trội hơn của loại vật liệu mới, một cách làm đã được áp dụng trong nửa thế kỉ của lịch sử ngành xây dựng.
Sự mềm dẻo của cánh tay robot có thể giải phóng được những tòa nhà khỏi cấu trúc cũ kĩ, tạo ra những đường cong mềm mại.
Keating cũng nói rằng phần trình diễn giới thiệu với công chúng chỉ là một trong những tính năng của DCP: "Tôi muốn nhấn mạnh rằng chúng tôi không gọi nó là máy in 3D. Đây là một nền tảng mới, như cánh tay của con người, tính năng của nó có thể mở rộng, bao gồm giải phóng mặt bằng, cắt, xử lí bề mặt và hàn".
Máy móc chưa thể hoàn toàn thay thế con người
Alexander Schreyer, một giáo sư trong lĩnh vực công nghệ xây dựng ở Đại học Massachusetts đã đồng ý với nhận định rằng in 3D có thể mang lại nhiều hiệu quả, nhưng cũng cho rằng nó không phải là một giải pháp toàn diện.
Trong xây dựng, người ta luôn phải phối hợp nhiều kĩ thuật khác nhau. “Ngành công nghiệp xe hơi có thể sản xuất hàng loạt và tùy biến theo sở thích của người tiêu dùng, nhưng điều đó lại không đúng với nhà ở. Mọi người nghĩ rằng nhà lắp ghép thường kém bền hơn so với xây theo lối truyền thống.” ông Schereyer cho biết thêm.
Một căn nhà lắp ghép với đầy đủ tiện nghi.
Nhưng cuối cùng thì vì những lí do kinh tế, người ta sẽ khiến mọi thứ buộc phải cải tiến. Bất kì hình thức nào có thể đem lại lợi nhuận sẽ khiến các nhà đầu tư chú ý, mặc dù bây giờ vẫn chưa phải lúc để robot và vật liệu tương lai có thể bùng phát.
Những ngôi nhà trong tương lai dù có được in 3D, hay lắp ghép thì đều được các chuyên gia nhận định rằng nó sẽ dần có thay đổi trong tương lai. 1 chuyên gia nhận định: “Tôi nghĩ rằng thế giới sẽ ngày càng trở nên tự động hóa, bao gồm cả ngành xây dựng, nhưng nó sẽ tiến triển chậm hơn so với suy nghĩ của mọi người".
Nguồn: CSMonitor