Wetenschappers van de TU Delft hebben samen met internationale partners een subsidie van vier miljoen euro ontvangen uit de European Innovation Council Pathfinder Challenge. Met dit bedrag wil het consortium een team autonome drones ontwikkelen dat zelfstandig een paviljoen op menselijke schaal kan bouwen. De TU Delft treedt op als projectcoördinator en ontvangt circa de helft van het budget, waarmee zowel de dronehardware als de benodigde besturings- en planningsalgoritmen worden ontwikkeld.
Inhoudsopgave
Samenwerkende drones
Het nieuwe project sluit direct aan op eerder onderzoek van Sihao Sun en Javier Alonso-Mora, waarover eerder op werd bericht. In dat onderzoek werd een systeem ontwikkeld waarbij meerdere drones via kabels samenwerken om zware en variabele ladingen stabiel te vervoeren. Die aanpak vormde een belangrijke stap richting gecoördineerde multi-drone operaties met fysieke interactie.
Volgens Sun gaat het nieuwe project een stap verder: “Ons doel is dat drones geprefabriceerde bouwelementen naar een bouwlocatie brengen en deze daar zelfstandig assembleren.” Het project draagt de naam Heterogeneous Aerial Robot Teams for in situ Prefabricated Building Assembly (HARPA) en richt zich op het combineren van transport en constructie in één geïntegreerd systeem.
Drones met robotarmen
Binnen het project worden twee typen drones ontwikkeld. Enerzijds is er een team van transportdrones die gezamenlijk lasten via kabels verplaatsen. Deze drones kunnen niet alleen gewicht dragen, maar ook de oriëntatie van bouwelementen tijdens de vlucht actief aanpassen. Dat is essentieel voor nauwkeurige plaatsing.
Daarnaast werkt het team aan een tweede type drone, uitgerust met een robotarm. Deze drones moeten in staat zijn om componenten actief te manipuleren en zelfs gereedschap te gebruiken. Denk aan het positioneren van onderdelen of het vastdraaien van bouten in de lucht.
Digitale tweeling voor veilige ontwikkeling
Een belangrijk onderdeel van het project is de ontwikkeling van een digitale tweeling. In deze virtuele omgeving kunnen waarneming, planning en besturing uitgebreid worden getest voordat de systemen in de praktijk worden ingezet. Dat moet de ontwikkeltijd verkorten en risico’s beperken.
Volledige autonomie vormt daarbij een van de grootste technische uitdagingen. Waar drones nu vaak nog met menselijke supervisie opereren, vereist autonoom bouwen in complexe omgevingen extreem nauwkeurige real-time aansturing. Vooral in beperkte ruimtes en bij het manipuleren van objecten in de lucht zijn de toleranties zeer klein.
Internationale samenwerking en toepassingen
Het project wordt uitgevoerd in samenwerking met onder meer ETH Zürich (perceptie), de Technische Universität München (ontwerp van bouwelementen) en dronefabrikant FlyingBasket, die zware hijsdrones levert met een laadvermogen tot circa 100 kilogram. In de adviesraad zitten partijen als Ferrovial, Hilti, Bouygues Construction en EASA.
De onderzoekers zien vooral toepassingen in omgevingen waar traditionele bouwmethoden lastig of risicovol zijn, zoals offshore locaties of constructies op grote hoogte. In zulke scenario’s kunnen autonome drone-teams niet alleen de veiligheid verbeteren, maar mogelijk ook geheel nieuwe bouwmethoden ontsluiten.
