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In una fabbrica nel verdeggiante Massachusetts settentrionale, il centro di distribuzione robotizzato di Amazon semplifica la consegna di pacchi smistabili destinati alla distribuzione nel nord-est degli Stati Uniti.

Una linea di assemblaggio per le unità prefabbricate per bagni di Onx presso la loro fabbrica situata in Florida, Stati Uniti (Foto: Mitchell Keller)

Una volta ordinato un articolo online, questo viene automaticamente trasportato sul pavimento del magazzino da un carrello robotico a quattro ruote o robot Drive a un lavoratore umano che lo scansiona e verifica che il prodotto sia effettivamente lo stesso di quello visualizzato sullo schermo del computer di fronte a lui. Dopodiché, l'articolo viene automaticamente inviato su un trasportatore per essere confezionato e smistato da un braccio robotico chiamato Robin, la cui visione artificiale seleziona i pacchetti selezionati e li invia tramite un altro robot Drive alla banchina di carico corretta.

Per coloro che tentano di introdurre l'automazione nel settore edile, il contrasto tra il tipo di robotica all'avanguardia utilizzata nelle fabbriche e nei magazzini e il tipo di macchine automatizzate impiegate per ridurre i tempi di costruzione e gli infortuni nei cantieri è evidente.

"Sono un po' geloso di ciò che sta succedendo nel settore automobilistico", afferma Aviad Almagor, vicepresidente per l'innovazione tecnologica di Trimble, con sede negli Stati Uniti. "Si vede la completa automazione della linea di produzione e, per essere onesti, hanno un compito più facile da risolvere perché la linea di produzione è la stessa".

Innovazioni sottotraccia

Tuttavia, anche se i progressi nell'automazione e nella robotica stimolano una rivoluzione hi-tech in altri settori, gli esempi di tale innovazione nei cantieri edili sono meno facili da trovare e, in genere, più difficili da individuare.

Mason Ford, direttore dei servizi di sostenibilità e attrezzature presso Skanska, afferma che un futuro robotico per i cantieri edili è ancora per lo più roba da fantascienza. Ciò è dovuto al fatto che gli scienziati non sono ancora in grado di creare robot o automatizzare le macchine esistenti per renderle abbastanza veloci e agili da non urtare oggetti e persone nell'ambiente in rapida evoluzione di un cantiere edile vivo.

"Realisticamente, [l'automazione] è raramente fattibile in zone di costruzione densamente popolate", afferma Ford. "In questi progetti specifici, l'installazione di tecnologie di evitamento degli oggetti è essenziale. Oltre alle tecnologie di evitamento degli oggetti, utilizziamo selettivamente anche la videosorveglianza, che ci consente di monitorare attentamente i progetti e identificare vari pericoli man mano che si presentano".

A tal fine, Ford afferma che in effetti, aggiungere la tecnologia di rilevamento alla flotta esistente dell'azienda è la sua priorità principale, aiutando gli operatori umani a evitare le collisioni. "La nostra iniziativa attuale è l'implementazione della tecnologia di rilevamento degli angoli ciechi su ogni macchina che possediamo e utilizziamo entro il 2025", afferma Ford. "Quello che stiamo vedendo è che molta della tecnologia là fuori si concentra solo sull'identificazione, non sull'evitamento", aggiunge.

Un drone robotico in un cantiere edile (Foto: Adobe Stock)

"La nostra speranza è che sensori e tecnologie di prevenzione siano integrati in queste macchine, rilevando in modo intelligente ostacoli o individui e fermando le macchine quando necessario. È importante che i leader del settore continuino a sfidare lo status quo in modo da poter continuare a spingere per l'innovazione nelle attrezzature edili per garantire ambienti di lavoro più sicuri in tutti i tipi di progetti".

"Siamo molto vicini al nostro obiettivo di avere il 100% del nostro parco macchine dotato di tecnologie aftermarket o OEM di fabbrica, ma è fondamentale per l'intero settore mantenere lo slancio nel promuovere attrezzature "più intelligenti", ovvero macchine che non solo identificano i pericoli, ma agiscono anche per evitarli una volta identificati".

Ciononostante, i robot e i processi automatizzati svolgono un ruolo sempre più importante nella continua lotta dell'edilizia per diventare più produttivi.

Alcuni dei più grandi progressi degli ultimi anni hanno riguardato la tecnologia di rilevamento e telecamera, un componente chiave della robotica azionata a distanza e dei macchinari automatizzati. Anche i droni, che possono essere dotati di questa tecnologia, vengono utilizzati sempre di più.

Almagor di Trimble afferma che, mentre alcuni settori dell'industria potrebbero orientarsi verso approcci prefabbricati fuori sede o modulari, nei cantieri edili dinamici è probabile che la "cobotica", ovvero la robotica che richiede la collaborazione umana, diventi prevalente.

Una vista aerea di un escavatore con un Built Robotics Exosystem che esegue lavori di trincea (Foto: Built Robotics)

"Le flotte robotiche non dovrebbero essere un unico robot", afferma Almagor. "I cantieri edili avranno una flotta mista con droni e gru autonome, il robot per l'intonaco e un robot per la posa dei mattoni; è un mix di strumenti, e ognuno di essi è diverso e ha qualcuno che sa come far funzionare e manutenere il robot".

E naturalmente, sebbene una simile innovazione possa ridurre il numero di persone necessarie per svolgere il lavoro in loco, l'aumento dell'automazione accresce anche la necessità di operatori e tecnici più qualificati in loco.

"C'è così tanto lavoro da fare. Ciò che dovremo fare è assicurarci che quei dipendenti siano istruiti per supportare il robot, perché non vedremo siti senza umani nel prossimo futuro", aggiunge.

Robot senza caratteristiche umane

Forse il cambiamento più importante degli ultimi anni nel campo della robotica edile è la determinazione di quali macchine siano considerate "robot".

"Il termine 'robotica' spesso evoca immagini di robot umanoidi", afferma Advanced Construction Robotics (ACR) con sede negli Stati Uniti. "Tuttavia, nel settore edile, la robotica coinvolge varie forme di macchinari automatizzati su misura per compiti specifici; [come] legare o posizionare barre di armatura".

TyBot di Advanced Construction Robotics (ACR) al lavoro su un ponte in Pennsylvania, USA (Foto: ACR)

TyBot di ACR, il "robot che lega i tondini di ferro", è esattamente una di queste macchine automatizzate e non ha praticamente alcuna caratteristica umana.

TyBot assomiglia più alla cima di una gru a torre che altro, ma è un robot avanzato in grado di percepire e muoversi nell'ambiente circostante senza necessità di pre-mappatura, calibrazione o input BIM.

Progettato per i settori della costruzione di strade e ponti, TyBot è specializzato nella legatura di barre d'armatura; lavora a velocità superiori a 1.200 legature all'ora utilizzando una bobina di filo da 15 libbre (6,8 kg) e può legare barre rivestite con resina epossidica e barre nere.

Può estendersi fino a una larghezza di 117 piedi (35,7 m) o funzionare stretto fino a 10 piedi (3,05 m). Un supervisore robotico accompagna la macchina durante il suo funzionamento di 12 ore, dopodiché necessita di rifornimento.

"Le nostre soluzioni robotiche non solo affrontano la carenza di manodopera, ma migliorano anche significativamente la sicurezza sul posto di lavoro, assumendosi le mansioni più pericolose, come il sollevamento di carichi pesanti", afferma Danielle Proctor, CEO di ACR. "Ciò riduce il rischio di infortuni e migliora la soddisfazione complessiva sul lavoro. Inoltre, semplificando i processi e riducendo gli sprechi, le nostre tecnologie contribuiscono alla sostenibilità nell'edilizia, allineandosi agli standard ambientali".

Adeguamento di macchinari esistenti

Inizialmente, altre macchine robotiche nel settore non erano state progettate per essere automatizzate, ma grazie a Built Robotics, un produttore statunitense di apparecchiature automatizzate su larga scala, le unità di costruzione esistenti possono essere dotate di capacità robotiche.

Erol Ahmed, direttore delle comunicazioni di Built, afferma: "Abbiamo qualcosa che chiamiamo Exosystem, ovvero un set di software e hardware che potremmo installare su quasi ogni tipo di attrezzatura pesante e trasformarla in una macchina autonoma o in un robot".

Ahmed afferma che Built si è concentrata sull'impiego della sua applicazione per dozer, vibratori ed escavatori, tutti macchinari che svolgono un ruolo importante nell'installazione di pannelli solari su larga scala.

"L'energia solare è un tipo di processo molto automatizzabile", afferma. "Si inseriscono centinaia di migliaia di determinati elementi nelle fattorie solari in modo coerente. Quindi, è uno dei pochi compiti di costruzione che è davvero ben allineato con ciò che i robot possono fare".

Con Exosystem, attività come lo scavo di trincee e la perforazione possono essere automatizzate utilizzando macchine non automatizzate, offrendo flessibilità agli appaltatori e ai gruppi di noleggio che potrebbero non avere il capitale per aggiungere la robotica di nuova concezione.

Ahmed afferma che il lavoro delle macchine è preciso quanto quello di un'unità automatizzata appositamente costruita.

"Quando parliamo di costruzione solare, parliamo di alcune misurazioni al di sotto del centimetro. Installiamo con tolleranze molto strette, quindi stai guardando un livello di precisione che ti aspetteresti [da una macchina completamente automatizzata]", afferma Ahmed, notando che le macchine Exosystem consentono agli operatori di monitorare e reagire da distanze di sicurezza. Lavorano in modo più coerente, più sicuro".