„Die Robotik gibt es schon ewig, und sie war schon immer das nächste große Ding, und sie ist so aufregend und überzeugend, dass man sich leicht hinreißen lässt. Das tun die Menschen fast immer, und das ist eines der Dinge, die die Branche gebremst hat“, sagte Colin Angel, ehemaliger CEO von iRobot.

Die Robotik ist bereits dabei, alle möglichen Sektoren zu verändern, aber ihre Auswirkungen sind besonders spürbar in Bereichen wie dem Baugewerbe, das gekennzeichnet ist durch sich wiederholende Aufgaben, ineffiziente Prozesse und die Handhabung und Bewegung großer Mengen schwerer Materialien, oft auf feindlichem Untergrund.

Eine Studie der University of Illinois at Urbana-Champaign und des Midwest Economic Policy Institute besagt, dass in den USA bis 2057 fast die Hälfte der Arbeitsplätze im Baugewerbe durch Roboter ersetzt werden könnten. Die digitale Revolution ist in diesem Sektor offensichtlich, wobei technologische Lösungen den Wandel vorantreiben, selbst in einer Branche, in der viele Prozesse seit einem Jahrhundert unverändert geblieben sind.

Mehr Effizienz ohne Kompromisse bei der Qualität

Die Robotik wird die Zukunft des Bauwesens verändern, indem sie die Arbeitsqualität verbessert, Prozesse und Produktivität optimiert sowie die Effizienz und Nachhaltigkeit steigert.

Auf Baustellen erledigen Roboter körperlich anspruchsvolle und anstrengende Aufgaben, minimieren Fehler und das Verletzungsrisiko für die Arbeiter. Sie erhöhen nicht nur die Sicherheit, sondern sorgen auch dafür, dass Projekte pünktlich fertiggestellt werden, wodurch Verschwendung, Verzögerungen und Ausführungsstopps vermieden werden.

Die Geschichte der Bauroboter reicht bis in die 1960er Jahre zurück. Obwohl diese frühen Roboter sperrig und begrenzt waren und für Aufgaben wie Maurerarbeiten, Betongießen und Aushub programmiert wurden, legten sie den Grundstein für zukünftige Fortschritte in der „automatisierten Konstruktion“.

Nach anfänglich bescheidenen Innovationen boomt die Bauroboterindustrie jetzt. Sie wird 2024 schätzungsweise 383,11 Mio. $ erreichen und bis 2029 mit einer jährlichen Rate von 15,5 % wachsen, um dann voraussichtlich einen Wert von 787,84 Mio. $ erreichen.“

Die Arten von Robotern im Baugewerbe heute

Die Robotikindustrie stattet den Bausektor mit einer Reihe von Werkzeugen aus. Dazu gehören Roboter, die die Platzierung von Bauelementen automatisieren, autonome Fahrzeuge für Materialtransport und Aushub, Arme für die Fassadeninspektion, hochpräzise Bohrmaschinen und 3D-Druckroboter für komplexe Strukturen.

Hier sind einige Beispiele:

1. Roboter-Arme

Roboterarme, die für sich wiederholende Aufgaben und ineffiziente Prozesse in Fabriken auf der ganzen Welt entwickelt wurden, revolutionieren jetzt das Bauwesen. Sie ahmen menschliche Armbewegungen nach und ermöglichen eine präzise und genaue Ausführung komplexer Aufgaben.

Der Mule-Roboter (Construction Robotics) zum Beispiel wurde entwickelt, um das Heben großer Blöcke zu erleichtern. Er kann Materialien aller Größen aus verschiedenen Richtungen und mit verschiedenen Greifpunkten aufnehmen. Und er kann von der Rückseite eines Anhängers oder sogar eines Lastwagens aus arbeiten.

Er eignet sich auch für andere Bautätigkeiten, wie z. B. das Errichten von Stützmauern (um sicherzustellen, dass große Blöcke genau und sicher platziert werden), das Installieren von Solarpaneelen oder die Unterstützung von Tiefbau- und Landschaftsbauprojekten bei der Ausführung von Aufgaben in unterschiedlichem Terrain.

2. Ziegelsteinverleger-Roboter

Der Hadrian X des australischen Unternehmens FBR besteht aus einem Lkw mit einem großen 32-Meter-Teleskoparm, der bis zu 500 Blöcke pro Stunde verlegen und die Außen- und Innenwände eines Standardhauses an einem einzigen Tag fertig stellen kann.

Die Abmessungen dieser Blöcke können bis zu 60x40x30 cm betragen und 45 Kilo wiegen. Die dynamische Stabilisierungstechnologie und die CAD-Modellierung sorgen laut Hersteller für eine genauere Konstruktion, wodurch Materialverschwendung vermieden und die Gesamtkosten des Projekts reduziert werden.

3. Fassadenreinigung und Bohren

Der vom norwegischen Unternehmen Nlink entwickelte Robolift ist auf einer Hebebühne aufgebaut und mit einem Roboterarm ausgestattet, der einen leistungsstarken Hochdruckreiniger für die Fassadenreinigung bedient. Mit Software-Updates kann er auch Fassadeninspektionen, Sandwaschen, Sandstrahlen oder Streichen übernehmen.

Nlink hat 2016 auch den Bohrroboter Drilly auf den Markt gebracht. Ein Projekt, das Stressverletzungen bei Bohrern, die durch Wände und Decken bohren, verringern soll.

Dank der Tatsache, dass er über eine App und mit einem Laser gesteuert wird, sollen seine Perforationen umweltfreundlich sein, weniger Wurzeln und unterirdische Objekte beschädigen und weniger Staub, Schmutz und Lärm erzeugen.

4. Autonome Fahrzeuge

Ausgestattet mit fortschrittlichen Sensoren und Navigationssystemen bewegen sich autonome Fahrzeuge auf Baustellen, transportieren Materialien, heben Objekte an und graben mit minimalem menschlichem Eingriff das Gelände aus.

So arbeitet beispielsweise ein vom ETH-Institut in Zürich modifizierter Hydraulikbagger namens HEAP autonom. Er nutzt Onboard-Scanner, um seine Umgebung in 3D zu kartieren. So kann die KI in nur einem Tag eine bis zu 6 Meter hohe und 24 Meter lange Steinmauer errichten.

Das Unternehmen Fox Robotics hat einen autonomen Gabelstapler entwickelt, der in der Lage ist, einen Anhänger voller Paletten in weniger als 50 Minuten zu entladen. FoxBot ist mit einer Reihe von Kameras und Sensoren ausgestattet, mit denen er Paletten identifizieren und Hindernisse in Echtzeit erkennen kann.

Seine Firmware ermöglicht es, mit präziser Steuerung von Geschwindigkeit und Position zu fahren. Selbst in beengten und chaotischen Umgebungen können Sie automatisch und in Echtzeit Karten erstellen. Der Bediener muss lediglich den Anhänger des Lkw öffnen und FoxBot bei Bedarf mit Energie aufladen.

Der von der Firma Fischer entwickelte Baubot ist ein Roboter, der die Befestigungs- und Montagearbeiten im Bauwesen automatisiert. Er ermöglicht eine größere Präzision bei der Platzierung von Ankern, was die Übertragung des Projektplans auf die Realität der Arbeit ermöglicht.

Dank seiner Sensoren erkennt der Roboter jede Abweichung vom Standard-Bohr- und Setzprozess und reagiert mit einer vordefinierten Strategie. Außerdem ist er in der Lage, eine Sicherheitszone um sich herum zu schaffen, um das unbefugte Eindringen von Personal in den Arbeitsbereich zu verhindern.

5. 3D-Druck

Der 3D-Druck ermöglicht den schnelleren und erschwinglicheren Bau von qualitativ hochwertigen Häusern, wodurch die Entwicklung von Gemeinden möglicherweise neu definiert wird.

Die Technologie unterstützt bereits den Bau von mehrstöckigen Gebäuden durch präzise Materialschichtung. So hat das Roboter-Konstruktionssystem Phoenix von ICON bereits über 140 Häuser und Strukturen in den USA und Mexiko in 3D gedruckt. Phoenix kann die gesamte Hülle eines Gebäudes drucken, einschließlich der Fundamente und Dachkonstruktionen und hat einen Prototyp eines 8 Meter hohen Gebäudes fertiggestellt

Darüber hinaus ermöglicht der 3D-Druck den Architekten, Modelle in kleinem Maßstab zu erstellen, um die Machbarkeit und Wirksamkeit verschiedener Formen, Oberflächen und Fassaden zu demonstrieren, bevor sie gebaut werden. Ein sehr effektives Argument, wenn es darum geht, neue Designansätze vor Bauunternehmen zu verteidigen.

Robotisierung aller Phasen eines Projekts

In jedem dieser Beispiele leistet die Robotik einen wesentlichen Beitrag zu Innovation, Produktivität, Nachhaltigkeit und Qualitätskontrolle, der alle Phasen eines Projekts betrifft.

Von der Planung bis zur Fertigstellung können Roboter Aufgaben schneller ausführen – laut einer Studie des Construction Industry Institute mit einer Steigerung bis zu 30% – und mit größerer Präzision. Sie optimieren auch Ressourcen, gewinnen recycelbare Elemente zurück und fördern die Kreislaufwirtschaft. Projekte benötigen weniger Zeit und damit weniger Energie, was die Kosten reduziert.

Aber die Eigenschaft, die sie unentbehrlich machen wird, ist zweifellos die Sicherheit. Roboter sind effizienter, lassen sich nicht ablenken oder ermüden und sind weniger anfällig für Witterungseinflüsse.

Eine kontrolliertere Umgebung bedeutet auch ein geringeres Verletzungs- oder Unfallrisiko für die Arbeiter, insbesondere bei Aushubarbeiten, Erdarbeiten oder dem Umgang mit risikoreichen Materialien innerhalb des Werks.