عجائب بدون طاقم: اليابان تجرب بناء السدود الآلي بالكامل

• نظام البناء الآلي من شركة Kajima Corporation يشغل 20 مركبة ثقيلة بشكل مستقل في موقع بناء سد ناروسي في هيغاشيناروسي، محافظة أكيتا، اليابان.
• يمثل هذا المشروع أول بناء سد آلي بالكامل في العالم، مما يظهر التزام اليابان باستخدام الذكاء الاصطناعي والعمليات عن بعد لمعالجة نقص العمالة.
• المشغلون عن بعد، بمن فيهم أم ترعى طفلها البالغ من العمر 3 سنوات، يتحكمون في الآلات على بعد يصل إلى 1,800 كيلومتر، مما يوضح الإمكانات التحويلية للذكاء الاصطناعي والأتمتة في البناء.

في قرية هيغاشيناروسي، محافظة أكيتا، اليابان، يجري تطور استثنائي: موقع بناء سد حيث تعمل 20 مركبة ثقيلة بشكل مستقل، وتعمل بلا كلل دون وجود بشري.

يمثل هذا المشروع أول محاولة في العالم لبناء سد آلي بالكامل، مما يظهر التزام اليابان بالاستفادة من الذكاء الاصطناعي والعمليات عن بعد لمعالجة نقص العمالة.

بشكل ملحوظ، الموظفون الموجودون على بعد 400 كيلومتر في محافظة كاناغاوا يتحكمون بمهارة في هذه الآلات الضخمة، مما يظهر الإمكانات التحويلية للذكاء الاصطناعي والأتمتة في قطاع البناء.

حتى أم ترتدي النعال، يمكنها الآن توجيه حفارة ميكانيكية على بعد 1800 كيلومتر، أثناء رعاية طفلها - مزيج رائع من الراحة والابتكار في العمل.

معالجة نقص العمالة من خلال الأتمتة

يعاني قطاع البناء الياباني منذ فترة طويلة من نقص العمالة، خاصة في المناطق النائية حيث العمال المهرة نادرون. لمواجهة هذا التحدي، لجأتشركة Kajima Corporation، التي تأسست عام 1840 وهي واحدة من أقدم وأكبر شركات البناء في اليابان، إلى الأتمتة، باستخدام تقنيات تعتمد على الذكاء الاصطناعي لتشغيل المركبات الثقيلة عن بعد.

لقد عملنا على مشاريع رائدة عبر الأجيال، بما في ذلك أول ناطحة سحاب في البلاد والعديد من مشاريع التنمية الوطنية في مجالات مثل البنية التحتية الاجتماعية. نحن فخورون بالمساهمات التي قدمناها للتنمية الاقتصادية والصناعية في اليابان.

هيروماسا أمانو، رئيس ومدير تمثيلي لشركة Kajima Corporation

صرح هيروماسا أمانو، رئيس ومدير تمثيلي لشركة Kajima Corporation، بأن الشركة شاركت في مشاريع رائدة عبر أجيال مختلفة، بما في ذلك أول ناطحة سحاب في اليابان ومبادرات تنمية وطنية متنوعة تركز على البنية التحتية الاجتماعية. أعرب أمانو عن فخره بالمساهمات المقدمة للتنمية الاقتصادية والصناعية في اليابان.

مع ثلاثة مبرمجين فقط على بعد 400 كيلومتر في محافظة كاناغاوا، تستطيع Kajima التحكم في أسطول من 20 مركبة ثقيلة تبني بلا كللسد ناروسي.

زيادة الكفاءة والسلامة

موقع بناء سد ناروسي يعج بالنشاط حيث تعمل الآلات الآلية ليل نهار، باستثناء فترات التزود بالوقود، وخلال موسم البناء العالي، تتم جدولة 70 ساعة عمل متواصلة. يتم توجيهها بواسطة خوارزميات دقيقة ومراقبتها من قبل مهندسين مؤهلين.

على عكس العمال البشر، لا تتعب هذه الآلات أبدًا، مما يضمن إنتاجية استثنائية مع الحفاظ على جودة عالية. بالإضافة إلى ذلك، من خلال القضاء على الحاجة إلى مشغلين بشريين في الموقع، تقلل Kajima من مخاطر حوادث العمل، مما يعزز السلامة العامة.

اقرأ أيضًا:معضلة الأتمتة: راحة أم اعتماد مفرط؟

نظام A4CSEL: تغذية مستقبل البناء

في قلب ثورة البناء الآلي لشركة Kajima يوجدنظام A4CSEL، وهو اختصار لـ 'Automated Construction with Computerized System for Enhanced Labor' (البناء الآلي بنظام محوسب لتعزيز العمالة). تم تطويره في عام 2009، وتسمح هذه التقنية المتقدمة بالتنسيق السلس لآلات البناء المتعددة، مما يحسن الإنتاجية والكفاءة. من الجرافات إلى شاحنات القلابة، يتم التحكم في كل آلة بدقة بواسطة نظام A4CSEL، مما يضمن عمليات دقيقة ومتزامنة.

ما وراء مواقع البناء، تفتح آلات Kajima الآلية إمكانيات جديدة للعمليات عن بعد في قطاعات متنوعة. في الزراعة والتعدين وما بعده، تُحدث القدرة على التحكم في المركبات الثقيلة عن بعد ثورة في تدفقات العمل التقليدية. مع مشغلين عن بعد قادرين على إدارة المعدات على بعد مئات الكيلومترات، فإن إمكانات مكاسب الكفاءة هائلة.

تحويل مواقع البناء إلى مصانع

بفضل تنفيذ نظام A4CSEL، تهدف Kajima إلى تحويل مواقع البناء التقليدية إلى مصانع عالية التقنية.

في موقع سد ناروسي، تعمل أكثر من 20 آلة بناء آلية بشكل متناغم، وتفريغ ونشر ودمج مواد الردم بسلاسة لبناء أساسات السد. هذا النهج المبتكر لا يسرع البناء فحسب، بل يضع أيضًا معيارًا جديدًا للجودة والدقة في بناء السدود.

اختبار سريع

ما آلات البناء التي تتم أتمتتها؟

A. شاحنة قلابة

B. مدحلة اهتزازية

C. جرافة

D. مكنسة

انظر الإجابة في أسفل المقال.

ما الدور الذي يلعبه الذكاء الاصطناعي والروبوتات؟

للحفاظ على أقصى كفاءة، قامت Kajima بدمج خوارزميات الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي في نظام البناء الآلي الخاص بها. تتعلم هذه الخوارزميات من عمليات العمال ذوي الخبرة، وتكييف وتحسين سلوك الآلات لتناسب سيناريوهات البناء المختلفة.

نتيجة لذلك، تعمل آلات البناء الآلية لشركة Kajima بكفاءة لا مثيل لها، حتى في الظروف الصعبة.

تخيل: شاحنة قلابة ذاتية القيادة، دون أي وجود بشري، تتجه بشكل مستقل إلى منطقة تحميل المواد بدقة تشبه الليزر، وتتوقف بدقة في المكان المحدد، جاهزة لاستلام مواد البناء الواردة.

ولكن هذا ليس كل شيء: تقوم الشاحنة بضبط موضع قلابها بمهارة، مما يضمن تحميلًا متوازنًا تمامًا.

استعد للجزء المذهل: يمكن لهذه الشاحنات القلابة أن ترجع إلى الخلف بشكل مستقل، وتتراجع بأناقة بنفس السرعة التي تتقدم بها، بل وتتسارع على الأراضي المسطحة أثناء رقصتها العكسية. عند نزول المنحدرات، تتباطأ برشاقة، متجنبة أي حوادث للمواد.

عند الوصول إلى نقطة التفريغ، تقوم الشاحنات بمناورة متزامنة، حيث ينقلب القلاب تلقائيًا لتحرير المواد بلطف، ثم تنتقل بسلاسة إلى الجرافات غير المأهولة وغيرها من الآلات في مجموعة متقنة.

يكمن الإمكانات الحقيقية للتكنولوجيا في تطبيقها على سيناريوهات العالم الحقيقي، وليس في الضجة التي تحدثها في البيانات الصحفية والمعارض التكنولوجية.بالنسبة لشركات التكنولوجيا الراسخة في قطاع البناء، يتضمن المسار المستقبلي إعادة معايرة التركيز - تحول من الاهتمام الحالي بقدرات الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي إلى تطبيقات ملموسة لحل المشكلات وأدلة ملموسة.

جويل هوتشينز، مدير المنتج في Slate Technologies

وفقًا لجويل هوتشينز، بالنسبة لشركات التكنولوجيا المنخرطة بعمق في قطاع البناء، يتطلب المضي قدمًا تغييرًا في التركيز. بدلاً من التركيز فقط على الضجة المحيطة بقدرات الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي، يكمن المفتاح في إعطاء الأولوية للتطبيقات العملية لحل المشكلات والأدلة الملموسة على فعاليتها.

تجاوزت Kajima المناقشات النظرية، وقدمت حلولًا ملموسة تعالج التحديات المحددة التي تواجه قطاع البناء. من خلال إظهار كيف يمكن لهذه التقنيات أن تحقق فوائد ملموسة وتحل مشاكل حقيقية، أثبتت الشركة مصداقيتها وأحدثت تأثيرًا كبيرًا في القطاع.

اقرأ أيضًا:5 نساء يغيرن قطاع الذكاء الاصطناعي

سد ناروسي: منصة اختبار للابتكار

مشروع سد ناروسي بمثابة منصة اختبار لتقنيات البناء المبتكرة لشركة Kajima. باعتباره أكبر سد شبه منحرف من نوع CSG في اليابان، بحجم ردم يبلغ 4.85 مليون متر مكعب، فإنه يقدم تحديات وفرصًا فريدة للأتمتة. تشمل التحديات دمج أنظمة الأتمتة المعقدة وضمان موثوقية وسلامة العمليات عن بعد.

باستخدام الذكاء الاصطناعي والتقنيات عن بعد، يمكن للشركات تحسين استخدام الموارد، وتقليل الحاجة إلى العمالة اليدوية، وتسريع الجداول الزمنية للمشاريع.

سيؤدي السد وظائف متعددة، بما في ذلك الوقاية من الكوارث، والحفاظ على بيئة حوض النهر، والحفاظ على مياه الشرب ومياه الري الزراعي وتجديدها، وإنتاج الطاقة الكهرومائية، وغيرها. سيساهم السد أيضًا في تطوير وراحة المنطقة المحيطة.

تطبيق متعدد الاستخدامات لـ A4CSEL من الأرض إلى الفضاء

على الرغم من تطويرها في البداية لبناء السدود، إلا أن تقنية البناء الآلي لشركة Kajima واعدة لتطبيقات أخرى متنوعة.

من السدود والأنفاق إلى استكشاف الفضاء، الاحتمالات واسعة. من خلال تسويق هذه التقنية، تهدف Kajima إلى تحفيز الابتكار عبر القطاعات وتشكيل مستقبل البناء في جميع أنحاء العالم.

مجال تطبيق A4CSEL لا يقتصر على الأرض. منذ عام 2016، يتعاون A4CSEL معوكالة استكشاف الفضاء اليابانية (JAXA)في مشروع يتصور استخدام A4CSEL في بناء قاعدة مأهولة على القمر. قد يكون يومًا ما، في مستقبل ليس ببعيد، أن يصبح A4CSEL نشطًا على القمر.

دعم تنوع وشمولية القوى العاملة

يعزز نظام البناء الآلي لشركة Kajima أيضًا تنوع وشمولية القوى العاملة، مع مراعاة الاحتياجات الخاصة للموظفات والموظفين المصابين.

هذه هي مجموعة يامازاكي، في محافظة شيمان باليابان، اسم مرموق في الهندسة المدنية والهدم. في مقرهم توجد غرفة حيث عاملة وحيدة، محاطة بسبع شاشات، تتلاعب ببراعة بأذرع التحكم - مشهد يذكرنا بمحاكي الطيران.

ولكن إليك المفاجأة: إنها لا تقود طائرة. بدلاً من ذلك، توجه عن بعد حفارة هيدروليكية على بعد 100 متر. نعم، لقد سمعت بشكل صحيح - لا يوجد مشغل في الكابينة، ومع ذلك تستجيب الحفارة بمهارة محترف متمرس.

هذه الحفارة مزودة بتسع كاميرات موضوعة بشكل استراتيجي - على الكابينة وذراع الحفر وما بعده. السيدة إيكوكو، التي ترتدي صنادل من ماركة Hello Kitty، توجه حركات الحفارة من خلال مراقبة البث المباشر من هذه الكاميرات.

الآن، دعونا نتعمق في السحر. تم تطويره من قبل شركة تصنيع آلات البناءKobelco Construction Machineryقبل عامين، يعتمد النظام على خطوط اتصال عالية السرعة تربط غرفة التحكم بالحفارة الهيدروليكية البعيدة. يمكنه أيضًا الانتقال بسهولة من آلة ثقيلة إلى أخرى. في عرض توضيحي، تمكن حتى من إدارة حفارة هيدروليكية على بعد 1800 كيلومتر في هيروشيما، بينما كانت تُوجَّه من سابورو.

والأكثر إثارة للدهشة، أن التحديات الأبوية للسيدة إيكوكو تجد حلاً. عندما يمرض ابنها البالغ من العمر 3 سنوات، تأخذه إلى الغرفة المجاورة لمركز التحكم. هناك، يشاهد الصبي التلفزيون بينما تقوم هي بتشغيل الحفارة. إنه مزيج مثالي من العمل عن بعد والتربية - سيناريو ممكن فقط بفضل التحكم عن بعد.

في الوقت نفسه، تأمل مجموعة يامازاكي أن يوفر هذا النظام فرصة للجيل الأكبر سنًا من العمال المهرة للتألق. بالنسبة لأولئك الذين مرضوا أو تعرضوا لحادث عمل، لا يحتاجون إلى العودة فورًا إلى موقع العمل بعد التعافي؛ يمكنهم الانخراط في العمليات عن بعد مع المشاركة في جهود إعادة التأهيل وحتى توجيه الموظفين الجدد.

كل هذه الأمثلة تظهر قدرة النظام على استيعاب المواهب والظروف المتنوعة، مما يساهم في بيئة عمل أكثر شمولاً وإنصافًا.

إجابة الاختبار: الخيارات الأربعة. تم تطبيق A4CSEL تباعًا لأتمتة المداحل الاهتزازية والجرافات والمكنسات وشاحنات القلابة في العديد من مواقع بناء السدود.