Благодаря 3D-печати появилась надежда, что в будущем пластмассовые и металлические изделия можно будет делать под заказ по произвольному макету, а то и печатать дома. Состоялись успешные эксперименты по 3D-печати жилых домов из бетона. Таким образом, строительство и обустройство жилья для людей можно практически полностью автоматизировать, за исключением одной небольшой детали — деревянной мебели. Да, есть ЧПУ-станки (с числовым программным управлением), но такую большую машину не поставишь у себя в квартире — нужно делать заказ в какой-то специализированной фирме.

Поэтому до сих распилом досок для деревянной мебели, дверей и паркета непосредственно на месте их установки занимаются люди. И это опасная работа: каждый год тысячи столяров и плотников отрезают себе руки и пальцы, работая с опасным ручным инструментом. Благодаря разработкам вроде роботизированной системы AutoSaw эти люди смогут избавиться от рискованной работы. Как и миллионы их коллег в смежных строительных отраслях. Всё будет автоматизировано с помощью роботов и Искусственного Интеллекта.

Робот-пылесос Roomba вооружился ажурной пилой и выпиливает столешницу под руководством ИИ. Источник: видео CSAIL, MIT

Аспирант Адриана Шульц (Adriana Schulz), один из разработчиков автоматизированной системы AutoSaw для распила пиломатериалов по компьютерным моделям

Автоматизированную систему AutoSaw для распила пиломатериалов по компьютерным моделям разработала группа из Лаборатории компьютерных наук и искусственного интеллекта (CSAIL) Массачусетского технологического института. С помощью роботов даже новичок сумеет изготовить себе всю необходимую мебель для квартиры: шкафы, столы, стулья и т. д.

Для обустройства дома нужно заказать в строительном магазине или на пилораме материалы, выбрать подходящие модели мебели в компьютерном каталоге, подогнать их под нужные габариты в системе автоматизированного проектирования (CAD) — и отправить роботам на распилку.

Роботы займутся остальным. Несколько механизмов вместе с автопилой специализируются на распиле досок нужного размера, ещё один робот умеет вырезать из листа плоские заготовки вроде столешницы. По окончании работы получается комплект деталей, которые остаётся только соединить между собой, при необходимости отшлифовать, пропитать и покрасить. Пока что роботы не выполняют окончательную отделку и сборку мебели, но это вполне осуществимая задача.

Такие роботизированные системы в будущем можно применять не только для изготовления деталей мебели, но и для более масштабных конструкций: например, для изготовления штакетника для заборов в деревне, досок для деревянного настила, крыльца или веранды. Может быть, для паркета.

«Когда вы делаете деревянный настил, то нужно обрезать по длине большое количество пиломатериалов, и часто это делается на месте, — говорит научный сотрудник (постдок) лаборатории CSAIL Джеффри Липтон (Jeffrey Lipton), ведущий автор научной работы с описанием системы. — Каждый раз, когда вы кладёте руку рядом с пилой, вы в опасности. Чтобы избежать этого, мы в значительной степени автоматизировали процесс, используя отрезную дисковую пилу и машинную ножовку (ажурную пилу)».

Для работы «ажурной пилы» студенты оборудовали робота-пылесоса Roomba, а для транспортировки длинных досок и нарезки по точному размеру использовали двух портативных роботов Kuka youBot.

Компьютерный дизайн даёт большую гибкость — можно с точностью до миллиметра вписывать мебель произвольной формы в самый необычный интерьер. Например, у кого-то посреди комнаты в многоэтажке стоит несущая колонна — не беда, можно подогнать мебель точно под её размеры, например, окружив столом. На кухне каждый шкафчик будет идеально вписываться в габариты и изгибы стен. Или если кровать занимает большое пространство на полу, то можно придумать компьютерный дизайн многоэтажной системы из полок, шкафчиков и ступеней — и приподнять кровать, так что под ней много чего поместится. Здесь проект ограничен только фантазией дизайнера, а роботы изготовят все детали как надо.

Авторы этого проекта для проектирования использовали современную CAD-систему OnShape. Спроектировать мебель, отправить её на изготовление, а затем собрать из распиленных деталей готовый предмет способна даже девушка, которая никогда не работала в школе за столярным станком и не держала в руках рубанок.

Научную работу (pdf) представят в мае 2018 года на Международной конференции по робототехнике и автоматизации (ICRA) в Брисбене (Австралия).