Робот-экскаватор HEAP сам спроектировал и построил прочную стену из подручных камней без цемента

Инженеры Швейцарской высшей технической школы Цюриха (ETH Zurich) завершили уникальный эксперимент: их роботизированный экскаватор HEAP самостоятельно спроектировал и возвел шестиметровую стену сухой кладки из валунов произвольной формы. В отличие от традиционного подхода, где строительная техника лишь выполняет команды оператора, эта машина взяла на себя функции архитектора, логиста и каменщика. Главный итог работы — не просто эффектное видео, а демонстрация технологии, способной в будущем кардинально сократить углеродный след от строительства, используя местные материалы без необходимости их транспортировки.

Как 12-тонный экскаватор стал автономным строителем

Основой для системы HEAP (Hydraulic Excavator for an Autonomous Purpose) послужил серийный 12-тонный экскаватор Menzi Muck M545. Ученые полностью переоборудовали его, установив комплекс навигации и технического зрения. Машина получила систему спутниковой навигации, блок инерциальных измерений, модуль управления, а также два лидара — на кабине и на экскаваторной стреле. Именно эти сенсоры позволяют роботу не просто копать, а «видеть» и анализировать пространство.

От сканирования площадки до расчета кладки

Работа HEAP начинается с построения трехмерной карты строительной площадки. В ходе эксперимента на место будущей стены завезли несколько десятков валунов массой от нескольких тонн каждый. Робот поочередно поднимал каждый камень, используя алгоритмы машинного зрения для оценки его массы, центра тяжести и точной трехмерной формы. Эти данные поступали в вычислительный модуль, который просчитывал оптимальное положение для каждого элемента в общей конструкции.

Технология сухой кладки без участия человека

Итогом работы алгоритмов стала стена высотой 6 метров и длиной 65 метров, возведенная методом сухой кладки — камни уложены друг на друга без использования связующего раствора. Производительность системы составила от 20 до 30 валунов за одну рабочую смену, что сопоставимо с объемом одной поставки материалов. Однако ключевой особенностью проекта является то, что в реальных условиях подвоз стройматериалов может не потребоваться вовсе. Подобные системы способны работать исключительно с камнями, найденными на месте строительства или в непосредственной близости от него. Это позволяет полностью исключить грузовые рейсы и сопутствующие им выбросы углекислого газа. Фактически, HEAP демонстрирует модель строительства, где логистика сведена к минимуму, а тяжелая техника сама адаптируется к хаотичной природе материалов. Ранее автономные экскаваторы в основном использовались для планировки участков или рытья траншей по заданным координатам. Проект ETH Zurich стал первым случаем, когда машина не просто перемещает грунт, а принимает архитектурные решения, создавая устойчивую конструкцию из нестандартных элементов. Это переводит роботизированное строительство из разряда грубой силы в категорию интеллектуального производства. Влияние этой разработки выходит далеко за рамки лабораторного эксперимента. Если технология будет масштабирована, она может изменить подход к возведению подпорных стен, фундаментов и насыпей в отдаленных регионах, где доставка стройматериалов экономически невыгодна или экологически опасна. Кроме того, использование местного камня вместо привозных блоков и цемента значительно снижает углеродный след объекта, что соответствует глобальным трендам декарбонизации строительной отрасли.