• Christian Science Monitor
  • Reader
  • Wordt uw huis straks gebouwd door robots?

Wordt uw huis straks gebouwd door robots?

Christian Science Monitor | Boston | Charlie Woods | 26 mei 2017

Ook in de Amerikaanse bouwwereld wordt volop onderzoek gedaan naar het gebruik van robots en digitale technieken, zoals 3D-printen. Maar de sector is veel voorzichtiger dan bijvoorbeeld de auto-industrie. ‘Een huis moet vijftig of honderd jaar staan. Daar hangen mensenlevens vanaf.’

Stel je voor dat je met een druk op een knop een team van machines aan het werk kunt zetten. Op basis van een digitale bouwtekening zetten ze in een paar dagen op een leeg stuk grond een compleet huis neer. Ze zijn op tijd klaar, blijven binnen het budget en produceren geen afval.

In de auto-industrie bestaat deze geautomatiseerde toekomst al; nu hopen ingenieurs dat in de bouw iets dergelijks mogelijk is. In deze analoge sector, die tot voor kort weinig ophad met digitalisering, werken kleine start-ups en onderzoeksgroepen aan een digitale revolutie. Voorbeelden zijn het 3D-geprinte huis van Apis Cor en de nieuwe multifunctionele robotarm van het MIT Media Lab.

Een robotarm van MIT bouwt in Californië eigenhandig een ‘reusachtige gele bijenkorf’. © Stephen Keating
Een robotarm van MIT bouwt in Californië eigenhandig een ‘reusachtige gele bijenkorf’. © Stephen Keating

In juli 2016 verrees op een parkeerplaats in Californië binnen twee dagen een vijftien meter breed, vier meter hoog gewelfd gebouw. Een robotarm gemonteerd op zelfsturende tankachtige rupsbanden was dertienenhalf uur bezig laag na laag plasticschuim neer te leggen; het resultaat had iets van een reusachtige gele bijenkorf. Het MIT hoopt dat hun Digital Construction Platform (DCP), beschreven in het aprilnummer van het tijdschrift Science Robotics, het fundament zal leggen voor de gebouwen van de toekomst.

‘De omschakeling naar een digitale manier van werken betekende voor de ontwerpfase een enorme vooruitgang,’ vertelt auteur van het artikel Steven Keating. ‘Maar tot nu toe had dat op de bouwplaats nauwelijks gevolgen.’ De vierde industriële revolutie mag dan zijn aangebroken, in de bouw worden als vanouds blokken op elkaar gestapeld, vaak nog met de hand.

De bouw is een reusachtige sector, gebruikt meer materialen dan elke andere en is goed voor elf procent van alle economische activiteit wereldwijd. Het is ook een hopeloos inefficiënte sector: in de Verenigde Staten produceert de bouw de helft van alle afval. Maar dankzij de precisie waarmee robots kunnen werken is daar misschien iets aan te doen.

Hele muren printen

Bouwplaatsen zijn, in tegenstelling tot de lopende band van een fabriek, voortdurend blootgesteld aan weer en wind. Verder worden aan gebouwen strengere veiligheidseisen gesteld dan aan andere consumentenproducten.

Om die reden is het begrijpelijk dat de bouw nooit zo happig was op innovatie, vertelt Keating aan de telefoon: ‘Gebouwen moeten vijftig tot honderd jaar blijven staan, daar hangen mensenlevens vanaf.’

Toch is volgens sommige onderzoeksgroepen een doorbraak niet ver weg. Dit jaar bouwde een robotarm van de start-up Apis Cor van sneldrogend beton de muren van het eerste in situ opgerichte 3D-geprinte huis. Het bouwen van de modelwoning kostte een maand en slechts 10.000 dollar, inclusief alle bedrading en afwerking. Het printen van de muren was volgens woordvoerder Konstantin Nefedev binnen een dag klaar.

Het is evident waarom deze techniek zo aantrekkelijk is. Door hele muren te printen, kunnen aannemers exact voorspellen hoeveel tijd en materialen ze nodig zullen hebben. Zo besparen ze op de kosten. Dit is dan ook de gedachte achter het vergelijkbare Contour Crafting System van de University of Southern California: betaalbare huizen binnen het bereik van miljoenen mensen in ontwikkelingslanden brengen.

Door de flexibiliteit van robotarmen zijn ingewikkeld gevormde componenten niet langer duurder; daardoor kunnen gebouwen meer rondingen krijgen

Maar technologie is niet het hele verhaal. ‘Er bestaan allerlei barrières – zoals bijvoorbeeld de regelgeving in de bouw,’ aldus Nefedev. In Russische testfaciliteiten is aangetoond dat het beton van Apis Cor bestand is tegen meerdere cycli van vriezen en ontdooien. Desondanks vraagt Keating zich af of de zo om veiligheid bezorgde bouwsector zal opteren voor materialen die nog niet het gebruik hun duurzaamheid hebben bewezen.

Keating ziet daarom meer in technieken die huidige methoden incorporeren, in plaats van ze te vervangen. ‘Alleen stap voor stap kunnen we deze sector veranderen. Wil je alles in één klap anders doen, dan valt dat maar moeilijk te integreren in bestaande bouwmethoden.’

Het MIT koos er daarom niet voor te proberen een heel gebouw uit nieuwe materialen op te trekken. In plaats daarvan maakte het als proof of concept een mal, waarin gewoon alledaags beton kon worden gegoten. Een methode waarmee het aansluit bij ruim een halve eeuw bouwgeschiedenis.

‘Als je een essentiële stap weet te verbeteren als het gieten van beton – waar de hele structuur van een gebouw van afhangt – dan ga je uit van een systeem dat al volop gebruikt wordt in de bouw. Op die manier kun je echt beginnen met dingen bouwen en van daaruit opschalen,’ legt Keating uit.

Door de flexibiliteit van robotarmen zijn ingewikkeld gevormde componenten niet langer duurder; daardoor kunnen gebouwen meer rondingen krijgen. ‘In de natuur zie je toch ook geen dieren of insecten met rechthoekige schelpen?’

Keating wijst erop dat de demo maar één van de vele mogelijkheden van het Digital Construction Platform laat zien. ‘Let op: wij noemen dit geen 3D printer, maar een platform.’ Net als de menselijke hand kan de functie ervan met allerlei gereedschappen worden uitgebreid. Momenteel kan het worden ingezet voor het egaliseren van de bouwplaats, snijden, afwerken van oppervlakken en het aan elkaar lassen van rigide componenten.


Ook professor Alexander Schreyer van de universiteit van Massachusetts denkt dat de efficiëntie dankzij 3D-printen omhoog kan. Toch zal er volgens hem nooit een uniforme oplossing voor alle problemen komen.

‘In de bouw is altijd een mix van technieken gebruikt,’ vertelt hij in een telefoongesprek. ‘In plaats van te zeggen: kom, ik ga een heel huis 3D-printen, denk ik dat een combinatie met andere methoden uiteindelijk het beste werkt.’

Schreyer vertelt dat deze ontwikkeling al gaande is, in de vorm van geprefabriceerde onderdelen, die op de bouwplaats in elkaar gezet kunnen worden: ‘Net als bij een IKEA-meubel dat je zelf in elkaar zet: alles past perfect in elkaar.’

Deze technieken zijn al volop beschikbaar, maar worden nog vrij weinig gebruikt. Dat wijst erop dat innovatie in de bouw niet alleen door technische en wettelijke barrières wordt geremd, maar ook door andere factoren.

‘Vrijwel iedereen woont in een huis met grofweg dezelfde functionaliteit en eendere esthetiek. Waarom moet elk huis dan in godsnaam van de grond af opnieuw worden ontworpen?’ vraagt Schreyer zich af.

Economische overwegingen

‘In de auto-industrie worden veel dingen al en masse geproduceerd en tegelijkertijd voldoende aangepast aan specifieke wensen om mensen tevreden te houden. Het is onbegrijpelijk dat met huizen niet hetzelfde gebeurt,’ vervolgt hij. ‘Het zal wel iets met perceptie te maken hebben. Misschien denken mensen dat geprefabriceerde gebouwen minder stevig zijn, speculeert hij.

Uiteindelijk zullen economische overwegingen de innovatie voortstuwen. Er gaan immense bedragen om in de bouw, maar de winstmarges bedragen meestal maar enkele procenten. Elke methode die voor meer winst zorgt, zal bedrijven bevoordelen die er gebruik van maken, maar Schreyer vermoed dat dit kantelpunt nog voor geen enkele techniek bereikt is.

Onduidelijk is of de huizen van de toekomst gegoten, geprint of geprefabriceerd zullen worden. Maar alle experts zijn het erover eens dat verandering op til is, al zal die geleidelijk komen. ‘Ik denk dat de wereld steeds meer geautomatiseerd zal raken, inclusief de bouw, alleen zal het veel langzamer gaan dan mensen denken,’ aldus Keating.

De bouw heeft dus iets weg van beton: hij vloeit al even langzaam en ongenaakbaar voort. ‘We bewegen allemaal in dezelfde richting,’ zegt Nefedev. ‘De technologie vordert gestaag – maar of het in kleine stapjes of in grote sprongen is, de tijd zal het leren.’

Auteur: Charlie Wood
Vertaler: Valentijn van Dijck

Christian Science Monitor Verenigde Staten | csmonitor.com

Na meer dan een eeuw is deze krant uit Boston in 2009 gestopt met de printversie en verdergegaan op internet. Heeft nog wel een wekelijkse printeditie. Niet religieus, dankt zijn naam aan de financier: de Christian Science Church.

Dit artikel van Charlie Woods verscheen eerder in Christian Science Monitor.
Recent verschenen
Een remedie tegen navelstaren?
Schrijf je in voor onze nieuwsbrief.
Onze nieuwsbrief wordt wekelijks verzonden.
inschrijven

360 is jarig en trakteert!

Schrijf je in voor de nieuwsbrief en krijg 3 maanden gratis toegang tot 360 online.