Därför är roboten framtidens verktyg
De har länge använts i bilverkningsindustrin och med sin precision öppnar de nya möjligheter för arkitekter. Är robotarna nästa stora genombrott för arkitekturen?
I ett avskalat rum på KTH står en tidig version av framtidens arkitekturskapande robot.
Du har säkert hör talas om dem. Klipp på robotar som bygger ett hus från grunden på 24 timmar, eller själva räknar ut hur de ska bygga en bro, har fått tusentals delningar på nätet. Trots den stora potentialen har dock robotarnas genombrott inom arkitekturen låtit vänta på sig.
Men vi tar det från början. Vad är det egentligen vi menar när vi pratar om robotar i arkitekturvärlden? Själva robotarna är egentligen inte nya, utan har funnits sedan 1980-talet.
– Det är exakt samma robotar som använts i bilindustrin. De är gjorda för att sätta en glasruta på en bil om och om igen. Men när arkitekter och forskare fick tag på de här robotarna och började utveckla dem öppnades nya möjligheter, förklarar Annie-Locke Scherer, som är doktorand på KTH och har specialiserat sig på robotarnas roll inom arkitekturen.
Det första genombrottet kom 2008. Då ställde Gramazio och Kohler från Zürich på Venedigbiennalen ut en tegelmur som tagits fram och byggts av robotar.
– Det var då många först fick upp ögonen för robotarna, men i ärlighetens namn jobbade man nog mest med dem för att det var spännande. Det experimenterades mycket med allt från drönare till 3d-skrivare, berättar Annie-Locke Scherer.
Utvecklingen gick till en början snabbt, och olika robotprojekt ställdes ut på utställningar över hela världen.
– Runt 2014 började man arbeta med mer komplicerade processer. Man har lyckats göra robotarna smartare genom till exempel inbyggda ”feedback loops”, scanning och avancerade algoritmer. Det innebär att en robot till exempel med hjälp av scannern kan se om något har gått fel och själv räkna ut att den ska gå tillbaka och fixa det, säger Annie-Locke Scherer.
En av de svenska aktörer som börjat arbeta med robotar är just arkitekturskolan på KTH. I ett kalt rum i arkitekturskolans lokaler står roboten Kuka kr 16. Den är orange, har sex axlar och väger 235 kilo.
En av dem som använt roboten är masterstudenten Sindri Sigurdsson, som tillsammans med kurskamraten Juan Roman Cantu har skapat socklar och lister i lera och gips.
– Roboten gör att du kan vara mycket mer precis, den är exakt på fraktionen av en millimeter och det blir alltid samma resultat. Utan roboten hade det inte gått att ha den precisionen, berättar Sindri Sigurdsson.
– Det är alltid en utmaning för arkitekter att få till övergången mellan väggen och golvet. Här har roboten gjort att den rumsliga detaljen kan tas fram på ett mycket mer precist sätt. Med hjälp av roboten har flera modeller studerats i olika skalor, där sockeln ibland blir stor som ett rum, kommenterar professor Ulrika Karlsson.
Studenterna Rikke Henriksen Winther och Ben Weiser valde istället att använda roboten för att ta fram modeller i cellplast. Genom en hembyggd trådskärare som monterades på roboten hade de full kontroll över hur modellerna skars ut.
– Vi ville undersöka hur vi kunde använda roboten för att ta fram modeller, som vi sedan använde för att förstå rumsliga kvaliteter och upptäcka samband som vi annars inte skulle sett. Tack vare robotens sex axlar är den väldigt precis, säger Rikke Henriksen Winther.
När roboten är igång måste den som använder den stå bakom ett säkerhetsglas. Genom programmering ges instruktioner till roboten, som sedan skickas till de olika axlarna via sladdar.
– Det är framför allt programmeringen som tar lång tid, du måste säga till den exakt vad den ska göra. Men allt man behöver veta finns på nätet, inte minst på Youtube, säger Rikke Henriksen Winther.
– Det var frustrerande i början men efter fyra lektioner kunde vi använda roboten utan större problem. Att bli klara med listen tog fyra veckor men det var bara en dag med roboten, resten var för- och efterarbete, säger Sindri Sigurdsson.
Ulrika Karlsson visar för Annie-Locke Scherer och Sindri Sigurdsson upp den trådskärare som Rikke Henriksen Winther använt sig av för att skapa modeller i cellplast.
Roboten köptes in av KTH för ungefär två år sedan, och har sedan i höstas använts på arkitektutbildningen.
– Roboten är ett verktyg, som en sax eller en penna. I och med att den utvecklas och kan användas till fler saker bör den bli ett verktyg som arkitekter lär sig använda, säger Ulrika Karlsson.
Hur ser det då ut i resten av landet och världen? Experimenten är i dag på betydligt större skala än för bara några år sedan, men är fortfarande just experiment.
– Robotarna har länge levt inne i bubblor på universiteten, vilket är ett stort problem och har gjort att de inte är integrerade i byggprocessen än. Den stora utmaningen är nu att ta steget till byggföretagen och arkitektkontoren. Potentialen är för stor för att ignoreras, säger Annie-Locke Scherer.
Varför har det inte gjorts i större utsträckning?
– Industrin är konservativ, de gör det som de vet fungerar och har ett stort fokus på att leverera i tid. Därför är det svårt för alla typer av arkitektoniska experiment att slå igenom. Men det finns flera projekt som pågår runt om i världen, till exempel Innochain.
Innochain samlar forskare för att utveckla digitala verktyg som skapar förändring i hur vi tänker kring och designar den byggda miljön. I olika projekt samverkar man sedan med flera stora kontor, bland andra Foster and partners, Big och Cloud 9.
Projektet “Integrating material performance” är framtaget av Tom Svilans, doktorand på Innochain som forskar på kopplingen mellan industriell timmertillverkning och arkitektur i tidiga skeden. Det är byggt i limträ av en robot och är ett samarbete med arkitektkontoren Blumer Lehmann och White.
Men trots att flera stora kontor har börjat doppa tårna i robotvattnet har det alltså inte slagit igenom brett. Än.
– Möjligheterna är enorma, men just nu finns det inte tillräckligt med pengar för att en konservativ byggindustri ska ta betet, säger Annie-Locke Scherer.
2 x fler som jobbar med robotar
1) Hur arbetar du med robotar?
2) Vad bör arkitekter känna till om användningen av robotar?
3) Vad skulle en ökad robotisering av branschen leda till?
Petrus Aejmelaeus-Lindström, doktorand i arkitektur och digital framställning vid ETH Zürich, här tillsammans med projektet Rock Print.
1) Vi forskar på vad som kallas digital materialitet, hur digitalt kan omvandlas till materiellt. Ett exempel är vårt projekt Rock Print där vi kombinerar grus med robotteknik och algoritmisk design för att bygga arkitektoniska element. Ett annat är The Sequential Roof, ett 2300 kvadratmeter stort tak till vår nya byggnad. Det består av 50 000 träelement som monterats med robotteknik.
2) I dagsläget är få robotprocesser färdigt utvecklade, men potentialen är stor. Det mest intressanta är att robotprocesserna kan bli integrerade i de program som många arkitektkontor använder. Avståndet mellan den som ritar och det som byggs blir då betydligt kortare. För att fullt ut kunna ta del av denna utveckling borde utbildningarna breddas och specialiseras. Framtidens arkitekter kommer att behöva ha både programmeringskunskap och traditionella arkitektkunskaper.
3) Att variation inte kostar mer än repetition, och att komplex geometri inte är dyrare att producera än standardgeometri. Vi kommer att kunna bygga mer hållbart, både med nya material och för att byggmaterialen kan användas mer effektivt. Det är en fantastisk möjlighet för oss arkitekter att utforska nya möjligheter.
Petra Jenning, arkitekt och ledare för Fojabs utvecklingsplattform Fojabcode.
1) Vi undersöker hur den digitala utvecklingen påverkar hur vi bygger och ritar. Robotar och automation är en viktig del av det. Varje stor teknisk utveckling i historien har påverkat arkitekturen och självklart kommer robotarna också att göra det. Men vi är inte robotutvecklare utan försöker driva utvecklingen genom interdisciplinära samarbeten.
2) Även om robotarna inte har slagit igenom brett än går utvecklingen snabbt. De blir hela tiden billigare och enklare att programmera, och någonstans finns tröskeln där det är värt att investera. Men det är viktigt att förstå vem som driver utvecklingen och vad de får ut av det. Just nu är det mycket fokus på produktivitet och arbetsmiljö. Men riktigt spännande blir det ju när vi använder tekniken för att bygga bättre hus, inte bara snabbare, och därför är det viktigt att vi arkitekter är med och driver utvecklingen.
3) Den viktigaste skillnaden kommer att vara i vad som blir dyrare och billigare, vilket alltid har stor betydelse för arkitekturen. Ett exempel är hur vi idag ritar vinkelräta hörn och släta väggar då det är billigast att tillverka. Men tittar vi på 3d-printtekniken, ett extremfall av robotisering, så blir sådana begränsningar irrelevanta och i stället får vi en enorm frihet att hitta nya funktioner och uttryck genom form och gestaltning.
