Toward site-specific and self-sufficient robotic fabrication on architectural scales

Keating, Steven J.; Leland, Julian C.; Cai, Levi; Oxman, Neri

doi:10.1126/scirobotics.aam8986

Cited by 184 publications

(95 citation statements)

References 32 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…This requires highly-accurate knowledge about the end-effector position, e.g., via on-board sensing [8], [7], [6], [10] or external positioning systems [4], [9]. Additionally, the positioning of the endeffector and task execution require either stiff structure [6] or high control frequency [9]. Using 2D LiDAR sensors, it is possible to perform both the localization in the previously recorded model and high-accuracy localization using the same scan-matching routine [10], [14], [15].…”

Section: Related Workmentioning

confidence: 99%

A Fully-Integrated Sensing and Control System for High-Accuracy Mobile Robotic Building Construction

Gawel

Siegwart

Hutter

et al. 2019

2019 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS)

View full text Add to dashboard Cite

We present a fully-integrated sensing and control system which enables mobile manipulator robots to execute building tasks with millimeter-scale accuracy on building construction sites. The approach leverages multi-modal sensing capabilities for state estimation, tight integration with digital building models, and integrated trajectory planning and whole-body motion control. A novel method for high-accuracy localization updates relative to the known building structure is proposed. The approach is implemented on a real platform and tested under realistic construction conditions. We show that the system can achieve sub-cm end-effector positioning accuracy during fully autonomous operation using solely onboard sensing. contributed to the state estimation and high accuracy localization {blumh, gawela, rsiegwart}@ethz.ch. Timothy Sandy contributed to the state estimator, and motion control tsandy@ethz.ch. Koen Krämer, Johannes Pankert, Farbod Farshidian, Marco Hutter contributed to the Motion planning and control {kokraeme, pankertj, farshidian, mahutter}@ethz.ch. Selen Ercan, Fabio Gramazio contributed to the building task interface {ercan, gramazio}@arch.ethz.ch.

show abstract

Section: Related Workmentioning

confidence: 99%

A Fully-Integrated Sensing and Control System for High-Accuracy Mobile Robotic Building Construction

Gawel

Siegwart

Hutter

et al. 2019

2019 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS)

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Robot rozprowadza materiał w momencie wykrycia powierzchni bazowej, co stało się moż-liwe dzięki dynamicznemu pomiarowi siły nacisku narzędzia na powłokę [27]. W opublikowanym w 2017 r. w "Science Robotics" artykule [23], opisany został opracowany w MIT Robotics Groups (ang. Massachussets Institute of Technology Robotics Groups) robot architektoniczny, zaprojektowany dla konkretnego zadania budowlanego, samodzielnie wytwarzanego na skalę architektoniczną.…”

Section: Wybrane Realizacje Mechatroniczne Wspierające Roboty Budowlaneunclassified

Architecture with Mechatronics – Architectronics

Olszewski

Wójtowicz

Wrona

et al. 2017

PAR

View full text Add to dashboard Cite

Zezwala się na korzystanie z artykułu na warunkach licencji Creative Commons Uznanie autorstwa 3.0 WprowadzenieProjektowanie architektoniczne wspomagane komputerowo pozwala na tworzenie form, często inspirowanych bioniką i matematyką, odbiegających od klasycznie stosowanych w budownictwie form prostopadłościennych [36]. Nowe geometrie wymagają nowych narzędzi, a te, w tym szczególnie narzędzia mechatroniczne, pozwalają na fabrykację i montaż projektów architektonicznych powstających w środowisku cyfrowym. Rozwój metod komputerowych dał początek zapotrzebowaniu na mechatroniczne urządzenia, maszyny i systemy [34], sterowane cyfrowo, umożliwiające realizację wspomnianych wizji współczesnych architektów.Mechatronika -najogólniej -jest synergicznym połączeniem mechaniki, elektronicznego sterowania i systemowego myślenia w obszarze projektowania i wytwarzania wszelkich produktów [31,33], w tym także produktów architektonicznych.Mechatronizacja produktu architektonicznego, musi obejmować cztery działania: − zastąpienie statycznej realizacji form stosowanych w budownictwie klasycznym realizacją kinetyczną wybranych elementów i struktur tworzących niekonwencjonalne formy architektoniczne, wprowadzane do nowoczesnego budownictwa [19]. Streszczenie: W artykule autorzy omawiają nowe realia wynikające z procesu integrowania architektury i mechatroniki, w tym przede wszystkim automatyki i robotyki. Stają się one narzędziami twórczymi w procesach projektowania, modelowania i budowania architektury społeczeństwa wiedzy. Omawiane w artykule przykłady rozwiązań architektonicznych świadczą o tym, że automatyzacja i robotyzacja fabrykacji i montażu struktur i elementów budowlanych są przedsięwzięciami i ważnymi, i oczekiwanymi. Zmechatronizowana, kinetyczna architektura staje się także doskonałym sposobem uwzględnienia zmieniających się warunków środowiska oraz wymagań użytkowników (ang. Form of Interface). Te zmieniające się warunki i wymagania stawiane produktom współczesnej architektury są bezpośrednimi analogiami zmieniających się wymagań i ich realizacji także w odniesieniu do produktów i produkcji przemysłowej, objętych zaakceptowanym już pojęciem (r)ewolucji przemysłowej 4.0.

show abstract

“…Однако ныне все больше приходит понимание, что автоматизация про-мышленности -наиболее надежный путь к повышению и производительности труда и качества изделий [3]. С другой стороны, возникла необходимость до-полнения роботом непростого и тяжелого труда низкоквалифицированного персонала у многокоординатных автоматов машиностроения в интересах сни-жения производственного брака.…”

Section: Introductionunclassified

Control Algorithms for Manipulator’s Grab Motions

et al. 2017

View full text Add to dashboard Cite

Алгоритмы управления движением схвата манипулятора АннотацияПредложены три базовые функции, на которые раскладываются алгоритмы построения рабочих движений манипулятора с предметом в его схвате. Рассмотрены проблемы реализа-ции этих функций для манипулятора с кинематической схемой, усложненной боковым выно-сом схвата. Разработаны алгоритмы векторных операторов для решения прямых и обратных задач кинематики манипуляций. Описаны способы раскрытия неоднозначностей при постро-ении конфигураций манипулятора. Показаны алгоритмы наведения на объект камеры схвата.Ключевые слова: роботы, манипуляторы, функции построения движений, обратная зада-ча кинематики, операторы геометрии, расширение алгебры векторов Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (грант № 15-08-06431)

show abstract

Toward site-specific and self-sufficient robotic fabrication on architectural scales

Abstract: An on-site mobile robotic platform autonomously constructed an open dome with complex curvature and variable wall thickness.

Cited by 184 publications

References 32 publications

A Fully-Integrated Sensing and Control System for High-Accuracy Mobile Robotic Building Construction

A Fully-Integrated Sensing and Control System for High-Accuracy Mobile Robotic Building Construction

Architecture with Mechatronics – Architectronics

Control Algorithms for Manipulator’s Grab Motions

Contact Info

Product

Resources

About