A Study on Integrated Technologies to Enable Advanced Utilization of Robotic Arms in Construction Sites

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20H00271
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Medium-sized Section 23:Architecture, building engineering, and related fields
• Research Institution: Chiba University
• Principal Investigator: HIRASAWA Gakuhito 千葉大学, 大学院工学研究院, 教授 (30268578)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 加戸 啓太 千葉大学, 大学院工学研究院, 助教 (60727379)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 双腕ロボットアーム / 建築施工 / AGV / ロボット3Dプリント / 工学マーカ / 点群処理 / 経路探索 / 強化学習

Outline of Final Research Achievements

In contrast to the utilization of robots in factories, the application of robots on construction sites faces numerous challenges that need to be addressed. Unlike factory environments, creating an ideal situation for robotic activities in construction sites is inherently difficult due to the surrounding conditions. This study focuses on developing technologies that enable robots to navigate freely within the site by avoiding obstacles, the development of a dual-arm robot with a compact footprint for efficient operation in cluttered construction environments, motion planning technology that allows the robot to maneuver around obstacles including temporary structures, and correction techniques to ensure precise task completion at the destination.
These technological developments incorporate point cloud processing obtained from drones and motion planning through reinforcement learning (AI).

Free Research Field

建築学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

日本社会は慢性的な人手不足に悩まされているが建築業においても同様の問題を抱えている。本研究では、ロボットの導入が難しい建築現場にロボットを導入するための基盤技術の開発を行った。
ロボットに建築現場で自由に移動するための機能、移動先で柔軟かつ正確に活動するための障害物迂回機能および作業位置の自律調整機能を実装した。これらの機能は最先端の点群処理技術と強化学習(AI)を実装したソフトウエアにより達成された。
建築現場でロボットを活用するためには安全面での労働法的制限が残るが、建築現場におけるロボット活用の展開に期待を抱かせる成果が得られた。