É difícil ignorar a atenção crescente que os equipamentos autônomos de construção estão recebendo.
No ano passado, a SafeAI e a Obayashi Corporation demonstraram um caminhão articulado autônomo Cat 725 adaptado, a Shantui desenvolveu um trator não tripulado, a SRI International lançou um vídeo sobre seu protótipo de escavadeira robótica, a Autonomous Solutions, Inc. (ASI) fez parceria com a Epiroc Drilling Solutions em sua plataforma autônoma Mobius para perfuratrizes, e a Trimble apresentou seu novo controle de direção automática para compactadores de solo.
Será que algum dia chegaremos ao tempo em que os humanos são raros em um local de trabalho? E esse é mesmo o ponto?
A transição autônoma seguirá os ganhos automotivos
Todas as indústrias, incluindo a construção, têm sido beneficiárias dos EUA. pesquisa de defesa, diz Bibhrajit Halder, fundador e CEO da SafeAI. Isso incluiu o Grande Desafio DARPA (ou Agência de Projetos de Pesquisa Avançada de Defesa) no início dos anos 2000, projetado para acelerar as tecnologias de veículos autônomos.
“Aquilo foi um ponto de partida”, diz Halder, cuja empresa se concentra em trazer soluções autônomas para construção e mineração. “Foi um enorme sucesso que realmente gerou autonomia neste país.”
Em 2014, a Society of Automotive Engineers estabeleceu seis níveis de autonomia, indo do nível 0, que indica veículos com comandos totalmente manuais, até o nível 5, no qual não há interação humana na operação de um veículo.
“Ninguém ainda tem um verdadeiro sistema de nível 5”, diz William Nassauer, gerente de estratégia de produtos para sistemas autônomos e soluções de tecnologia de mineração da Komatsu America. Essa avaliação, claro, inclui o setor automotivo, que, embora esteja liderando a jornada autônoma, teve solavancos significativos ao longo do caminho.
Assim como acontece com os carros, os equipamentos de construção farão a transição de recursos de assistência para automação de tarefas e autonomia de tarefas. As assistências do operador agora comuns, como controles de lâmina e caçamba, exigem noções básicas de sensores que são etapas ao longo da jornada de automação.
Mas a automação do equipamento deve ser considerada no contexto da total autonomia do local de trabalho, com várias máquinas autônomas trabalhando em conjunto, diz Fred Rio, gerente de produto para construção digital e tecnologia da Caterpillar.
“Em um local de trabalho”, continua Rio, “todas as máquinas têm uma missão compartilhada e nenhuma máquina pode realizá-la sem as outras máquinas. O verdadeiro passo quântico em valor será quando você conseguir que todas trabalhem juntas.”
Adaptação de máquinas existentes para tirar o operador da cabine
Várias empresas – incluindo ASI, Built Robotics, SafeAI e Teleo – estão construindo kits de retrofit que tiram o operador da cabine.
ASI define três tipos diferentes de controles do operador fora da cabine: controle remoto, onde o operador está na linha de visão da máquina que ele controla; teleoperação ou operação fora da linha de visão que ainda é um operador operando uma máquina; e autonomia, em que um operador pode supervisionar remotamente a operação de toda uma frota de máquinas.
O retrofit de autonomia supervisionada da Teleo foi projetado especificamente para incluir operadoras, de acordo com o cofundador e CEO Vinay Shet. “Estamos combinando o melhor dos dois mundos – a experiência e conhecimento que seus operadores têm com os avanços da tecnologia”, diz ele. “Isso permite que seus operadores façam muito mais do que antes.”
A empresa, que fez parceria com o revendedor Deere RDO Equipment, entre outros, está agora testando seu sistema em locais de trabalho na América do Norte.
Como funciona a tecnologia autônoma?
Hoje, máquinas autônomas são movidas por vários sistemas trabalhando juntos.
O sistema de retrofit SafeAI, por exemplo, usa hardware pronto para uso (LiDAR, câmera, sistema drive-by-wire, radar, computador e comunicação veículo-para-tudo) e os combina com seu veículo autônomo proprietário e operações no local softwares de gerenciamento.
Isso dá aos veículos localização, percepção e direção. Trabalhando diz que a partir de um modelo de projeto baseado em nuvem, um membro da equipe geralmente orquestra a operação, Halder.
A SafeAI disse que está trazendo “Autonomia 2.0” para a indústria pesada, usando um processo que não depende totalmente de GPS e disponibilidade de rede e oferece recursos de frota mista.
O elemento humano da tecnologia autônoma
“O gerenciamento de mudanças é significativo na adoção de máquinas autônomas”, diz Rio da Caterpillar.
Devido à sua experiência autônoma em mineração, Caterpillar, Komatsu e ASI desenvolveram uma abordagem estruturada para integrar a tecnologia a seus usuários.
“Nossos clientes vão mudar de mentalidade”, diz Nassauer. “Eles precisam manter o site de uma maneira diferente, usar os funcionários de maneiras diferentes e fazer a transição dos operadores para funções de supervisão. Há muito aprendizado envolvido.”
Compreender um local de trabalho – incluindo o que cada máquina está fazendo a cada dia – e como as entradas e saídas funcionam é um passo importante para se tornar autônomo, disse Michael Gidaspow, vice-presidente de produtos da Komatsu America. “Eles terão que dar às máquinas instruções específicas sobre exatamente onde e quando ir”, diz ele.
Para ser atraente, a autonomia também deve ser mais fácil de usar, diz Wood. “Não queremos que eles contratem todo um grupo de especialistas em TI; não faz sentido ser mais complexo.”
Como parte do movimento em direção à automação, a Built Robotics vislumbra um novo trabalho: Robotic Equipment Operator (REO).
“50% desse esforço é desenvolver o robô e 50% é como você implanta e faz com que as pessoas o gerenciem com eficiência”, diz Ahmed. “REOs são as pessoas na linha de frente. Eles passam por um treinamento de 30 horas para operar e gerenciar essas máquinas.”
A empresa fez parceria com a International Union of Operating Engineers para oferecer esta certificação aos seus membros.
As máquinas de nicho concentram-se em tarefas específicas
Além da pesquisa de máquinas autônomas, alguns estão investigando unidades robóticas específicas para trabalhos.
Por exemplo, o Robotic Roadworks and Excavation System (RRES) da ULC Technologies usa um braço robótico em um material rodante sobre esteiras para fazer uma multiplicidade de tarefas destinadas a executar perfurações de precisão em reparos complexos de utilidades subterrâneas.
“Ele automatiza essa operação, desde a varredura acima do solo e a identificação de onde estão os ativos subterrâneos até o restabelecimento da estrada quando o trabalho é concluído”, diz Ali Asmari, diretor de automação de infraestrutura e IA da ULC Technologies.
Após a digitalização, o software de bordo cria um modelo 3D do que está no subsolo que orienta o restante da operação. A caixa do sensor é então trocada por uma variedade de ferramentas de corte de estradas, ar, vácuo, reparo e aterro.
Embora o RRES tenha sido criado para uma empresa de serviços públicos, suas aplicações são amplas, diz Asmari. A ULC está buscando ativamente novas oportunidades com outras empresas, incluindo como cada uma das ferramentas pode ser usada separadamente.
Chegaremos ao ponto em que nenhum ser humano será necessário?
A construção verá um local “sem entrada” onde nenhum humano está trabalhando ou, de fato, é necessário?
Talvez, disse Halder, mas ainda faltam anos. Mas, haverá um ponto de inflexão.
“No momento em que um empreiteiro conclui um projeto de US$ 100 milhões por US$ 80 milhões por causa da autonomia, o jogo termina”, diz Halder. “Todo mundo tem que fazer isso porque você não pode mais competir.”
“A indústria é absolutamente enorme, os pontos problemáticos são enormes e é cedo para a autonomia”, diz Shet, da Teleo. “Para ser honesto, não há empresas suficientes fazendo o que estamos fazendo.”
“Há um grande apetite e interesse pela autonomia”, concorda Ahmed. “Talvez a construção precise desenvolver seu próprio conjunto de balizas de autonomia, que sejam específicas para suas necessidades e mostrem que cada nível é valioso.”