Rakennan robotteja, jotka rakentavat kaupunkeja: Robotiikka tulevaisuuden maailmasta
Viime viikolla kehitettiin venäläistä robotti Maria Yabloninaa osui kymmenen futuristista projektia vuonna 2016 Dezeenin mukaan - yksi suosituimmista design-julkaisuista. Moskovan arkkitehtuurin instituutin ja Stuttgartin ITECH-maisteriohjelman valmistunut on valmistanut mestarin projektiin mini-robotteja, jotka voivat kutoa kevyitä roikkuvia rakenteita langoista. Nyt Maria jatkaa opintojaan: kun hän on valmistunut yliopistosta, hän pääsi Autodesk Pier 9: n taiteelliseen asuinpaikkaan ja aloitti sitten väitöskirjansa Stuttgartin laskennallisen suunnittelun instituutissa. Tulevaisuudessa tekniikkaa, jota Maria työskentelee, voidaan käyttää luomaan suuria teknisiä rakenteita, kuten siltoja.
Rakennusrobotit ovat uusi tekniikka, jota vain muutamat yliopistot ympäri maailmaa käyttävät, mukaan lukien ITECH Saksassa, IAAC Espanjassa, ETH Sveitsissä ja SCI-Arc Yhdysvalloissa. Tulevaisuudessa robotit nopeuttavat rakentamisprosessia ja auttavat rakentamaan taloja jopa vaikeimmissa olosuhteissa. Esimerkiksi jotkut arkkitehdit suosittelevat koneiden käyttöä asuntojen rakentamiseen Marsiin. Moskovan luennon aattona Maria kertoi meille uusista hankkeista, työskentelee perinteisesti "uros" -alalla ja automaation tulevaisuudessa.
Tiedän, että käytit veistoksia.
Moskovan arkkitehtuurin ja arkkitehtuurin instituutin toisen kurssin jälkeen sain työpaikan Media Art Lab -järjestössä, joka oli tuolloin mukana Moskovan elokuvafestivaalin taiteellisessa ohjelmassa. En vieläkään ymmärrä, miksi he ottivat minut: olin kaksikymmentä vuotta vanha ja en ymmärtänyt mitään taiteessa, mutta minua kutsuttiin näyttelyarkkitehtina. Tein näyttelyn MMOMA: lle Yermolaevsky Laneessa ja siitä lähtien olemme tehneet yhteistyötä heidän kanssaan.
Ajan myötä minulla oli yhteys, hankkeet alkoivat pudota käsilleni. Tapasin monia taiteilijoita ja kerran tulin kilpailuun nuorille kuvanveistäjille, jonka järjesti Galleria "Start" Winzavodissa. Oli välttämätöntä keksiä veistos metallia, ja päätin hakea. En luottanut mihinkään, mutta hankkeeni "One to One" voitti, ja veistos tehtiin suuressa laivanrakennustehtaassa Moskovassa. Maisema-mittaustyökalujen avulla tunnistan minulle tärkeän maantieteellisen pisteen koon ja toistin sen käyttäen metallilevyjä käyttäen klassisen arkkitehtuurimenetelmän kerros-kerroksen topografista kuvaa, mutta valitsin asteikon 1: 1.
Mikä tämä paikka oli?
En kerro kenellekään tästä. Hankkeen merkitys oli, että kerroin, että tämä oli maantieteellinen kohta, joka on minulle tärkeä, mutta mitä en sanonut. Minulle oli mielenkiintoista paljastaa vähän, mutta ei kirjoittaa päiväkirjaa, vaan pikemminkin esitellä äskettäin uusittu maisema-alue uuden kokemuksen saamiseksi - voisi kävellä veistoksen ympärillä.
Se oli ensimmäinen kokemus tällaisen suuren objektin luomisesta. Menin tehtaalla, ja työntekijät katsoivat minua outoilla silmillä - 20-vuotias tyttö kertoi heille, mitä tehdä. Tämän jälkeen tein asennuksen "Vanishing Wall" yhdessä saksalaisen arkkitehdin Werner Sobekin kanssa Gorkin puistossa. Se oli Goethe-instituutin kilpailu, joka pidettiin ryhmäni joukossa Moskovan arkkitehtuurin ja arkkitehtuurin instituutissa: oli tarpeen tehdä hanke, joka osoittaa Venäjän ja Saksan kulttuurien väliset suhteet. Teimme suuren puukehyksen, jonka sisällä oli läpinäkyvä muotoilu. Pienet puukuutiot lisättiin siihen, joista jokainen sisälsi lainauksen kuuluisasta saksalaisesta kirjailijasta ja käännöksestä venäläiseen. Katsojat saivat poimia nämä kuutiot matkamuistoiksi. Vähitellen seinä, joka aukon kohdalla tuntui monoliittisena, alkoi haalistua ja muuttui avoimeksi näyttelyn loppuun mennessä. Ja sitten taiteen urani päättyi niin nopeasti kuin se alkoi.
Miksi päätit rakentaa robotin, joka kutoo webiä?
Minulla oli jo kokemusta hiilikuidusta, lasikuidusta ja hehkulangoista. Lisäksi tein vähän tutkimusta siitä, miten verkko kudotaan. Hänen jälkeen ymmärsin, että olisin kiinnostunut tekemään mobiilirobotteja. Halusin ymmärtää, kuinka pienet robotit voivat luoda suuria rakenteita, koska pohjimmiltaan robotit ovat enemmän niitä esineitä, jotka ne rakentavat. Ajattelin, että pienet liikkuvat robotit ja kuitumateriaalit yhdistyvät hyvin, ja yhdessä niiden avulla voit luoda laitteita, jotka voivat toimia suurissa tiloissa - voit "estää" valtavan huoneen yhdellä langalla.
Aloin tutkia liikkuvien robottien liikettä - robotteja, joissa on jalat, pyörät, quadcopterit ja niin edelleen. Kokeilin eri lankojen kokoonpanoja ja tajusin, että olisi mielenkiintoista rakentaa kaupunkiympäristölle yleismaailmallinen robotti - halusin sen kiinnittyvän rakennusten julkisivuihin ja luomaan toisen arkkitehtuurikerroksen jo olemassa olevaan ympäristöön sen sijaan, että rakennettaisiin alusta.
Ja miksi verkko?
Opiskellessamme maisteriössä meitä pyydettiin tekemään tutkimusta biologiaan liittyvästä aiheesta. En muista, miksi hämähäkit kiinnostivat minua niin paljon. Luultavasti koska ne ovat pieniä olentoja, jotka rakentavat valtavia ja geometrisesti monimutkaisia rakenteita. Keskityin sellaisiin hämähäkkeisiin, jotka kutovat kolmiulotteista verkkoa tavallisen spiraaliverkon sijasta; nämä ovat hyönteisiä, jotka ovat sopeutuneet elämään ihmisolosuhteissa ja jotka löytyvät kussakin kellarissa. Ne luovat monimutkaisen geometrian yksinkertaisten neliömuotojen ympärille - nurkkaan tai seinien väliin. Itse asiassa tämä on uusi arkkitehtuuri olemassa olevan rakenteen sisällä. Useimmat nykyaikaiset rakennukset ovat suorakaiteen muotoisia, ja olin kiinnostunut monimutkaisen web-geometrian ja sen muotin yksinkertaisen geometrian yhdistelmästä.
Tällainen robotti voi tehdä jotain suurta - esimerkiksi kutoa silta?
Tutkimuksen nykyisessä vaiheessa tämä tekniikka toimii vain sisätiloissa, sääolosuhteista ei ole suojaa. Haluaisin, että robotit toimivat sekä sisätiloissa (esimerkiksi huonekalujen luomisessa) että kaupunkiympäristössä. Voidaan kuvitella, että useat tällaiset robotit voivat kutoa jotain julkisiin tiloihin, kuten festivaalin markiiseihin. Niinpä heti, kun rakennetta ei enää tarvita, robotit voisivat irrottaa sen, koota sen keloihin ja siirtää sen toiseen paikkaan. Tällöin joka kerta, kun rakenne luodaan uudelle paikalle, geometria muuttuu riippuen siitä, mitkä seinät ovat saatavilla ja miten julkisivut on rakennettu. Samalla on mielenkiintoista katsoa pitkälle tulevaisuuteen ja tutkia, miten tällaisia ratkaisuja voidaan soveltaa siltojen ja muiden vakavien teknisten rakenteiden rakentamiseen.
Onko joku muu tekemässä jotain tällaista?
Kiinnostuin liikkuvista robotteista Peter Novikovin ja IAAC: n kollegoiden Minibuilders-projektin ansiosta. Nyt monet robotiikkaan osallistuvat tutkijat ja arkkitehdit ovat kiinnostuneita teollisuusrobotista ja kiinnittävät vähän huomiota johonkin muuhun.
Minusta näyttää siltä, että kaikki nykyaikaiset teollisuusrobottien tutkimukset ovat erittäin mielenkiintoisia, mutta rinnakkain olisi kehitettävä muun tyyppisiä laitteita - esimerkiksi erityisesti rakentamiseen suunniteltuja robotteja. Haluan siirtyä tähän suuntaan ja yhdistää tällaiset robotit muihin olemassa oleviin koneisiin ja käyttää useita erilaisia laitteita, jotka toimivat yhdessä samassa tuotannossa.
On tutkijoita, jotka käsittelevät quadrocoptereita kierteitä käyttäen. Viimeisessä demonstroinnissa kolme tai neljä aktiivista quadcopteria vuorovaikutuksessa avaruudessa ja rakentavat kymmenestä paksusta köydestä yksinkertaisen sillan, joka ylläpitää henkilöä. Yleensä ei niin monta toimielintä käsittele liikkuvia robotteja kuin haluaisin. Tämä on suhteellisen uusi arkkitehtuurin aihe.
Autodesk-projektissa yhdistät teollisuus- ja mobiilirobotit. Heillä on täysin erilaiset tehtävät.
Minulle oli mielenkiintoista rakentaa järjestelmä - sekä elektroniikan että ohjelmiston kannalta - kaksi hyvin erilaista konetta, jotka voivat olla samassa tilassa. Yksi kone on teollinen robotti, toinen on enemmän DIY. Oli välttämätöntä selvittää, miten he selvittävät toistensa sijainnista. Liikkuvan robotin tapauksessa on välttämätöntä ennustaa, missä se sijaitsee, mitä antureita tulisi käyttää, jotta koneet voivat vuorovaikutuksessa ohjelmoinnin suhteen, miten järjestää jokaiselle laitteelle toimintasarja ja niin edelleen.
Ollakseni rehellinen, en vieläkään ymmärrä, miten sovellan järjestelmää, ja tässä mielessä hanke on hyvin erilainen kuin edellinen, koska silloin olin selvä sen tavoitteen alusta lähtien, johon olen menossa. Tässä asetan itseni tehtäväksi rakentaa järjestelmä, joka on tarpeeksi joustava, jotta sitä voitaisiin käyttää eri tavoin tutkimuksessani. Minulle oli mielenkiintoista simuloida tilannetta, jossa ne asiat, joita yksi kone ei voi tehdä, voivat teoriassa tehdä kaksi tai kolme. Uskon, että etsin tämän järjestelmän soveltamista tarkemmin. Voit esimerkiksi kuvitella tilanteen, jossa teollisuusrobotti suorittaa ne tehtävät, jotka vaativat suurta tarkkuutta ja suurta hyötykuormaa, kun taas liikkuva robotti ottaa materiaalin tai siirtää sen paikasta toiseen.
Miten robotisaatio muuttaa lähitulevaisuutemme?
Yritän ottaa järkevästi tarkastella nykytilannetta - esimerkiksi Uberissa, joka julkaisi äskettäin ensimmäisen autonomisen taksin. Näen paljon ongelmia lainsäädännössä ja taloudessa, joita on vaikea ratkaista. Jos esimerkiksi huomenna kaikki kuljetukseen ja kuljetukseen osallistuvat henkilöt korvataan itsenäisillä autoilla, työttömien väestö on valtavasti leikattu, ja kaikki varallisuudet, jotka on jaettu tietyn prosenttiosuuden työvoimasta, keskitetään yhden yrityksen taskuun.
Nyt paljon logistiikkaan sidottuja ammatteja automatisoidaan. Keinotekoisen älykkyyden tutkimus on edennyt pitkälle viime vuosina, ja tiedän valtavan määrän aloja, joilla uusien ohjelmistojen ansiosta tehtävien suorittamiseen tarvittavien ihmisten määrä on vähentynyt. Minusta tuntuu, että tämä on suuri ongelma, johon ei kiinnitetä riittävästi huomiota, ja jos sitä ei käsitellä kiireellisesti, ei ole selvää, miten elämme.
Ja mitä tehdä sen kanssa?
Tuen ajatusta perustulojen käyttöönotosta. Jos kuvittelemme, että jotkut yhtiöt keksivät ohjelmistoja tai elektroniikkaa, joka automatisoi tietyn teollisuuden, niin yrityksen saamat voitot uusilta teknologioilta tulee jakaa osittain väestön kesken. Muuten tulemme tilanteeseen, jossa jopa ne pienet rahastot, jotka työntekijät nyt saavat, joutuvat yritysten taskuun, ja tämä on hyvin pelottavaa.
Ja pian robotit alkavat auttaa talojen rakentamisessa?
Viime vuosina on ollut paljon mielenkiintoisia projekteja: esimerkiksi BIG rakentaa uuden Googlen pääkonttorin teollisten robottien avulla. Tähän mennessä tämä kaikki on erittäin kallista, mutta mielestäni kymmenestä kahteenkymmeneen vuoteen siitä tulee halvempi ja yleisempi tekniikka. Vaikeus on siinä, että jokaiselle projektille on tehtävä erityisiä ratkaisuja - jokainen rakennus vaatii tiettyä järjestelmää. Ehkä tulevaisuudessa ne voidaan koota moduuleista, joita voi ostaa esimerkiksi IKEA-kaupasta tai vuokrata. Tähän mennessä rahoitusongelmassa on ongelmia. Älypuhelimet olivat myös erittäin kalliita tekniikoita, mutta heti kun tarvittavien komponenttien massatuotanto tuli mahdolliseksi, kaikki tuli hyvin halvalla, ja minusta tuntuu, että sama asia voi tapahtua robottien kanssa.
Joten mitä tapahtuu, on sama kuin autoteollisuudessa?
Mielestäni tämä ei vielä ole, koska meidän prosessimme ovat hitaampia. Toivon, että siihen mennessä, kun automaatio koskettaa rakennusmarkkinoita, on jo olemassa ratkaisuja, jotka auttavat torjumaan työttömyyttä.
Miten sinusta tuntuu alueella, jota pidetään edelleen hyvin "uroksena"?
Tapasin monia tilanteita, joissa minulle kerrottiin: "Odota, työskenteletkö robotteilla? Olet tyttö!" Ja nämä olivat kollegani, jotka työskentelivät samalla alalla. Kuulen päivittäisessä elämässäni samankaltaisia asioita myös sukulaisilta ja tuttavilta. Ja tämä on tietenkin este, jota on vaikea ratkaista. Nyt olen iloinen voidessani työskennellä PhD: n kanssa, koska nyt voin vaikuttaa muihin. Nyt olen sellaisessa asemassa, että he kuuntelevat minua enemmän.
Työskennellessään Autodeskissa San Franciscossa eriarvoisuus tuntui paljon vähemmän. Mutta tietysti ymmärrän, että San Franciscossa olin sellaisessa kuplissa kuplan sisällä: työskentelin Autodesk Pier 9: ssä, jossa kaikki on yleisesti ottaen hyvä, ja he tukevat kaikkia vähemmistöjä ja uskovat suvaitsevaisuuteen. Saksan akateemisessa ympäristössä sukupuolten välinen epätasa-arvo on edelleen hyvin arkaluonteinen asia. Akatemiassa on paljon enemmän miehiä, ja tämä vaikuttaa palkkoihin ja asenteisiin. Viime vuosina on tapahtunut myönteisiä muutoksia, mutta ihanteellinen tilanne on edelleen hyvin kaukana.
Miten voin korjata tämän tilanteen?
Haluan uskoa, että yksi syistä epämiellyttävyyteen on enemmän tietämättömyydestä ja tietämättömyydestä kuin tietoisesta valinnasta. Minusta tuntuu, että meidän pitäisi olla aktiivisempia puhumme siitä. Olisi hienoa, jos olisi tilaa, jossa voin esimerkiksi valittaa eräistä sukupuolten ongelmista. Suurin vaikeus on, että jopa monilla koulutetuilla ja korkealuokkaisilla ihmisillä ei ole tietoa tällä alalla. He eivät ajattele sitä, ja heille se ei ole ongelma. On keskustelua, puhumme tästä, mutta tämä ei riitä.
Mitä haluaisit tehdä tulevaisuudessa: robotit tai jotain muuta?
Tämä on hyvin vaikea kysymys. Vaikka aion jatkaa tutkimusta, ota mukaan mobiileja robotteja ja robottien välisiä vuorovaikutuksia. Toivon, että kun lopetan tohtorintutkimukseni, tulee olemaan uusia mahdollisuuksia pysyä tässä ympäristössä - ei välttämättä akatemiassa, olisi hyvä työskennellä yrityslaboratoriossa.
Haluan luoda yleismaailmallisen modulaarisen järjestelmän, joka auttaa ratkaisemaan erilaisia ongelmia. Esimerkiksi kun tarvitset quadrocopteria, liikkuvaa robottia ja robotin kiinnitystä rakennukseen, voit työskennellä heidän kanssaan, ja kun tehtävät muuttuvat, käytät samaa järjestelmää, mutta yhdistivät moduulit eri tavalla. Vaikka ajattelen ammatillisia laitteita, olisi mielenkiintoista nähdä samanlaisia järjestelmiä, joita käytetään DIY-hankkeissa.
kuvat: Maria yablonina