Automatisierte und KI‑gestützte Ansätze für zukunftsfähiges Bauen

Die Bauindustrie ist ein zentraler Treiber des Wirtschaftswachstums, verursacht jedoch erhebliche CO₂‑Emissionen. Das Projekt CARE zielt darauf ab, den Bausektor nachhaltiger zu gestalten und seinen CO₂‑Fußabdruck deutlich zu reduzieren.

Ein Teilprojekt von CARE ist »AI Fleet«, das Robotik und Automatisierung in den Bauprozess integriert. Während diese Technologien in der Fertigungsindustrie etabliert sind, stellen sie im Bauwesen nach wie vor besondere Herausforderungen dar: Das Produkt im Bauwesen ist meistens größer als die Maschinen, die es herstellen. Zudem findet der Bauprozess in einer unkontrollierten und wechselhaften Außenumgebung statt.

AI Fleet begegnet diesen Herausforderungen durch Kombination innovativer Technologien:

1. Skill-Based Control Framework
   Dabei werden die Fähigkeiten aller Roboter vor Ort in modulare, wiederverwendbare und miteinander kompatible Fähigkeiten unterteilt. Dies führt zu erheblichen Verbesserungen bei der Steuerung der Roboter und damit zu mehr Flexibilität und Effizienz.
2. Digitaler Zwilling der Baustelle
   Dabei handelt es sich um ein digitales Echtzeit-Abbild der Baustelle, das alle Roboter und Akteure umfasst. Noch bevor die Bauarbeiten beginnen, kann der digitale Zwilling genutzt werden, um den Bauprozess zu testen, zu validieren und so Kosten zu sparen. Während der Bauphase liefert der digitale Zwilling dem KI-Planer wichtige Erkenntnisse, um ihn bei der Entscheidungsfindung zu unterstützen. Nach Abschluss der Bauarbeiten kann der Zwilling weiterhin zur Überwachung des Gebäudezustands genutzt werden.
3. Methoden der virtuellen Inbetriebnahme (VIBN)
   Hier kommt der digitale Zwilling zum Einsatz. VIBN dient dazu, den Bauprozess bereits vor dessen Start zu validieren und zu optimieren.
4. KI-basierter Aufgabenkoordinator
   Dieser weist den Robotern Aufgaben und geplante Wege zu, um die Ressourceneffizienz unter Berücksichtigung räumlicher und zeitlicher Einschränkungen zu maximieren.