Exoskeletten, cobots en robots

Een andere trend betreft de toenemende samenwerking tussen mens en robot. Illustratief in dit verband zijn de vanop afstand bedienbare hefwerktuigen voor bijvoorbeeld het plaatsen van ramen en het gebruik van exoskeletten. Het gaat om draagbare, externe structuren die het menselijke lichaam ondersteunen, voor ergonomie zorgen en de kracht van de mens versterken. Aanvankelijk werden zij vooral voor curatieve doeleinden gebruikt (bijvoorbeeld om verlamde personen opnieuw te leren stappen) maar momenteel vervullen zij meer en meer een preventieve rol (meer in het bijzonder om overbelastingsletsels te voorkomen). Niet alleen in de logistieke sector (bij pakjesdiensten) worden zij gebruikt, maar ook bij de automontage zijn zij intussen ingeburgerd. In de bouw worden exoskeletten al gebruikt om betonvloeren te effenen. Zij zijn ook nuttig voor schilders die vaak met hun armen boven borsthoogte moeten werken.

3D-betonprinter

Vandaag worden volledige huizen ter plaatste geprint met een 3D-betonprinter maar de meerwaarde van 3D-betonprinten situeert zich vooral bij het realiseren van complexe en unieke structuren. Bij een traditionele bouwmethode vergen deze structuren een uitgebreide en dure bekisting die volledig komt te vervallen bij het 3D-betonprinten. Bovendien krijg je meer ontwerp- en vormvrijheid. Je kunt objecten maken die tot nu niet mogelijk waren, omdat de bekisting de belemmerende factor was. Ook “mass customization” wordt vaak aangehaald als een veelbelovende toepassing voor 3D-betonprinten. We denken hierbij bijvoorbeeld aan straatmeubilair. Je kan een promenade voorzien van meerdere banken en lantaarns die qua design één geheel vormen maar toch telkens verschillen van elkaar. Of een reeks kolommen in een gebouw die elk op zich een unieke vorm hebben.

3D-betonprinten wordt niet enkel in-situ toegepast. In het kader van automatisering en robotisering en de evolutie naar prefab bouwen wordt 3D-betonprinten steeds vaker off-site ingezet. Elementen van een gebouw of infrastructuur worden in een productiehal gerealiseerd en nadien op terrein samengesteld. Zo’n element kan een volledige gevel zijn die bijvoorbeeld door middel van een geautomatiseerde steenlegmachine werd gerealiseerd maar kan ook een complexe trap zijn die met een 3D-betonprinter werd geprint. Mooie voorbeelden daarvan zijn de verschillende (fiets)bruggen die in Nederland werden gerealiseerd met een 3D-betonprinter. En dan is er nog het aspect duurzaamheid. Ook hier biedt 3D-betonprinten een aantal interessante perspectieven. Voor het gebouw dat Kamp C heeft geprint op hun site te Westerlo werd 50% procent minder beton verbruikt dan bij een klassieke bouwmethode. Voor de fietsbruggen in Noord-Holland gaat het om materiaalbesparingen van 50 tot 60%. De printer legt namelijk alleen beton neer daar waar het nodig is voor de constructieve sterkte van de brug. Door middel van software voor topologische optimalisatie wordt een ontwerp automatisch aangepast met als doel minder materiaal te gebruiken zonder in te boeten aan fysische eigenschappen.

AI

In de bouwsector kent AI vele toepassingen. Denk aan smart monitoring, predictive maintenance, people detection and tracking, prognostics and health management of assets en monitoring@home. De meest gekende situeren zich in de exploitatiefase van een gebouw. HVAC-systemen bijvoorbeeld houden steeds vaker rekening met de bezettingsgraad van een gebouw, de weersvoorspellingen en de beschikbaarheid en de prijs van energie. Zo wordt het energieverbruik optimaal beheerd, wat financiële voordelen biedt, maar ook bijdraagt tot de klimaatdoelstellingen. Iets anders wat een steile opmars kent, is voorspellend onderhoud of predictive maintenance. Men wacht niet tot een installatie stukgaat, maar grijpt preventief in op basis van data en modellen. Dit kan uitgebreid worden tot bruggen en andere infrastructuur, waar voorspellend onderhoud de veiligheid kan verhogen. In de ontwerpfase vinden we AI terug in modelleersoftware. Softwarepakketten kunnen tijdens het ontwerpen suggesties doen op basis van eerder gemaakte ontwerpen. Men hoeft niet steeds opnieuw dezelfde gedetailleerde bouwknopen te modelleren; en bouwelementen kunnen automatisch geclassificeerd worden.

Extended Reality

Extended Reality (verzamelnaam voor augmented, virtual en mixed reality) kent toepassingen in alle fases van het bouwproject, van ontwerp over uitvoering tot exploitatie. In de ontwerpfase wordt AR/VR vooral gebruikt als simulatie- en communicatiemiddel. Een nog te bouwen woning kan bijvoorbeeld virtueel ingepland worden in de werkelijke omgeving of een kandidaat-koper kan zijn of haar appartement virtueel bezoeken en simulaties maken van de mogelijke inrichtingsvormen (keuken, deuren, vloeren, etc.). In de uitvoeringsfase kunnen (vaak op basis van een BIM-model) bepaalde werkzaamheden virtueel worden weergegeven in de bestaande omgeving nog voor ze werden uitgevoerd. Als er van een bestaand gebouw een geavanceerd BIM-model beschikbaar is – een 3D-model aangevuld met technieken zoals leidingen – dan kun je terwijl je door het gebouw loopt, een digitale laag over die werkelijkheid leggen. Ook al zie je de leidingen niet met het blote oog, je kunt ze dan wel waarnemen dankzij die extra digitale laag, via je smartphone, tablet of AR-bril. Maar ook tijdens de exploitatiefase kent AR/VR vele toepassingen. Zo kan een onderhoudstechnicus bij een technische interventie bijgestaan worden door een expert die ergens kilometers daar vandaan op kantoor is. Hij kan via een eenvoudige app vanop afstand meekijken en interactieve aanwijzingen geven. Of bezoekers van een gebouw kunnen via AR Wayfinding apps begeleid worden naar de gewenste locatie. In de bouwsector van de toekomst zal AR/VR meer en meer een rol van betekenis spelen. Het is de ideale technologie als informatie- en communicatietool tussen bouwpartners, zeker voor het onderhoud en beheer van gebouwen in BIM-gemodelleerde bouwprojecten.

Drones

Drones weten intussen professionals uit de bouwsector voor zich te winnen, en dat is niet meer dan logisch. De enorme diversiteit aan camera’s en andere tools waarmee een drone uitgerust kan worden, maakt het gebruik ervan heel interessant. Inspectie is een sleutelactiviteit van drones in de bouwsector. Voor de renovatie van gebouwen gaat het bijvoorbeeld om alle observatietaken die ervoor zorgen dat de bestaande vormen van aantasting gediagnosticeerd kunnen worden. Een dakwerker zal bijvoorbeeld een bestek kunnen opstellen op basis van beelden die gemaakt werden door over een dak te vliegen. Drones worden ook ingezet voor inspecties bij moeilijk bereikbare (bijv. rioleringen, windturbines) of gevaarlijke (aanwezigheid van luchtverontreinigende stoffen, instabiele structuren) plaatsen. Daarnaast behoren opmetingen (bijv. terreinopmeting, grondvolumes) en bewakingsvluchten in de strijd tegen diefstallen op bouwwerven tot de toepassingen van drones.