Máša a její robotický zedník na cestě k Marsu

Vysloužilá hala výměníku na českobudějovickém sídlišti Máj se stala dějištěm historické události: vytištění prvního českého prototypu obytného domu. Robota s chapadlem, který dokázal za dva dny postavit obvodové zdi průkopnického obydlí jménem Prvok, naprogramoval a ovládal sedmadvacetiletý Jiří Vele. „Na 3D tisku mě baví hlavně svoboda,“ říká vystudovaný architekt.

img DALŠÍ FOTOGRAFIE V GALERII

Myslel jsem si, že když se tiskne dům, všechno se naprogramuje a pak stačí celý proces zpovzdálí pozorovat. Ale když jsem se na vás díval, během tisku jste se skoro nezastavil.

Je fakt, že je v tom hodně adrenalinu a spousta nejistot. Takže musíte hodně věcí pořád kontrolovat a být připravený to řešit.

 

V čem spočívá největší adrenalin?

Robot má předem jasnou dráhu, kudy pojede. Než začneme tisknout, nechám robota projet celou dráhu naprázdno, bez trysky. Když vidím, že jezdí po správné trase, připevním k němu hadici a rozjedeme to naostro. A to se pak můžou začít dít věci.

 

Skákal jste po štaflích s joystickem v ruce, vypadalo to napínavě. Co všechno se může přihodit?

Po štaflích lezu, abych mohl měnit úhly pohledu a kontrolovat, jestli se směs správně vrství. Stačí, aby nepatrně změnila konzistenci, a je třeba zasáhnout. Když začne být řidší, musíme zrychlit, aby se neroztékala. A když je hustá, zpomalujeme.

 

Jakou rychlostí se rameno robota pohybuje?

Patnáct centimetrů za vteřinu, což zdaleka není jeho maximum. V automobilovém průmyslu dokážou ta chapadla vyvinout rychlost až osm metrů za vteřinu. My jsme zvolili takový příjemný průměr, abychom stihli včas reagovat na případné komplikace.

 

Jak se stane, že betonová směs mění vlastnosti v průběhu tisku?

Není jednoduché vybalancovat rychlost tiskárny s rychlostí pumpy na vodu, která se do směsi přidává. Kromě toho záleží i na aktuální teplotě a vlhkosti prostředí. Když jsme vloni zkoušeli tisknout v létě a sluníčko zasvítilo na černou hadici, začalo nám to tvrdnout ještě v ní. Tentokrát nastal opačný problém: prudce se ochladilo, bylo tady čtrnáct stupňů. Navíc tři dny pršelo, uvnitř haly jsme naměřili pětaosmdesátiprocentní vlhkost.

 

Z čeho všeho se tvoří betonová směs pro 3D tisk?

Nároky jsou oproti normálnímu stavebnictví jiné. Beton relativně dlouho schne, proto musíme přidávat aktivátory, které urychlují tuhnutí a tím pomáhají, aby se zeď nerozvalila. Robot také při tisku často a rychle mění trajektorii, klasický beton by při takových změnách směru praskal. Tak do směsi dáváme ještě plastifikátory, aby ta hmota byla pružnější a chovala se podobně jako třeba hlína. A protože směs pumpujeme skrz pumpu se šnekovým čerpadlem, nemůže obsahovat větší kamenivo, musí být hodně jemnozrnná.

 

Co děláte, když se směs začne chovat jinak, než potřebujete?

Když se třeba ukáže, že nám směs řídne, kolega od míchačky na mě křikne, abych se stihl připravit, že za chvíli budu muset zrychlit. Já pak mám deset metrů hadice, což obnáší pár desítek vteřin, abych to vyřešil, případně i vypnul. Co se týče viskozity, důležité je, aby třetí linka odshora byla dostatečně tuhá na to, aby unesla váhu dvou novějších, které jsou nad ní, ale zase ne natolik, aby se ty vrstvy nestihly propojit.

 

Mohou se přihodit ještě nějaké další nepředloženosti?

Může se něco stát s Mášou.

 

S kým?

Používáme průmyslového robota ABB IRB 6700, ale říkáme mu Máša. V automobilkách přesouvá objekty z bodu A do bodu B. My Mášu našimi daty tak trochu zahltíme, protože není připravená mít tolik příkazů najednou. A může se stát, že se na nás vybodne, protože už toho má zkrátka dost. Nebo zadáme data, která se jí nelíbí, protože jim nedokáže vyhovět, například někam nedosáhne. V takovou chvíli se zastaví a v podstatě nám řekne: Dál už nepojedu, protože to neumím.

 

Mars otvírá fantazii

Jak se vlastně z čerstvého architekta stane expert na programování robotického chapadla?

Ten skript vyvinuli na univerzitách v Londýně a v Curychu. Já se jen snažím dodávat Máše víc svobody, aby dosáhla dál, blíž a podobně.

 

Vaši někdejší spolužáci ale zřejmě dělají dost jinou práci.

To asi jo. Já jsem už na škole věděl, že si musím najít něco, co mě bude víc bavit.

 

Jak tomu mám rozumět?

Někdy ve třeťáku jsem si uvědomil, že mě architektura nebaví. Přijdete na fakultu s laickými představami a ideály, které praxe úplně rozbortí.

 

Můžete uvést příklad?

Třeba obyčejná kancelářská budova musí být navržená na konstrukční systém 8,1 × 6 metrů, protože pak se dole v garážích nejlíp parkují auta – tři vedle sebe. To, aby se tam dobře spinkalo autíčkům, pak ovlivní podobu celé budovy.

 

Proto jste si jako téma své diplomky vybral kolonizaci Marsu?

Vesmír mě fascinoval odmalička. A když mi na fakultě došlo, že se normální architektuře nechci věnovat, ptal jsem se sám sebe, co bych vlastně chtěl dělat. A znovuobjevil jsem pro sebe právě vesmír.

 

Co vás k němu táhne?

Líbí se mi, že je to neprozkoumaná zóna. Tady na Zemi řešíme při stavění hodně například estetiku. Nebo jak je to s dopravou, abychom ráno stihli odvézt děti do školky. Na Marsu tohle odpadá. Vesmírná stavba musí především řešit, aby v ní člověk přežil a bylo mu v ní aspoň trochu příjemně. A protože na Marsu není na co navazovat, dá se začít úplně znova, vrátit se ke kořenům stavění. Dům tam slouží jako jediné místo, kde se člověk může ukrýt před nebezpečím. Dřív nám takové útočiště poskytovaly jeskyně, chýše či týpí, na Marsu to může být podobně.

 

Proč bychom na Marsu měli využívat zrovna 3D tisk?

Umožňuje stavět bez přítomnosti člověka a z místních materiálů. Už teď se uvažuje například o tom, že by šlo stavět na pouštích z písku. Proti sluníčku se namíří velké zrcadlové sklo, které umožní spéct písek tak, aby vznikla relativně pevná struktura. A z ní pak vytisknout potřebnou stavbu.

 

Vzpomenete si, jak jste se poprvé dostal k 3D tisku?

Když jsem byl před pěti lety na Erasmu v Irsku, v každém ateliéru měli 3D tiskárnu. Sice malou, plastovou, ale kdokoliv mohl přijít a tisknout si cokoliv bez omezení. U nás na škole tehdy byla jediná tiskárna, musel jste vyplnit formulář, platily se za to peníze, obsluhoval to někdo jiný než vy. Když jsem se z Irska vrátil, postavil jsem první vlastní tiskárnu a všimla si toho Kačka Nováková (spoluautorka výzkumu a dokumentace k Prvokovi a pedagožka Fakulty architektury ČVUT, kde dnes Jiří Vele vyučuje, pozn. red.).

 

A k architektuře jste se obloukem vrátil.

ČVUT je skvělá škola a dnes bych si ji vybral znova. Na architektuře se mi líbí, že zastřešuje spoustu věcí. Je to umění a přitom tvrdá technika, navíc se musíte vcítit do myšlení lidí.

 

Jak vznikla vaše vášeň pro Mars?

Přijde mi, že v našem světě máme o všem příliš jasno, za vším vidíme nějakou logiku. Když spatříme blesk na nebi, už víme, že se potkaly mraky s pozitivním a negativním nábojem, umíme si fyzikálně vysvětit podstatu duhy, známe v podstatě všechno. Dřív člověk tohle neuměl: zíral, nechápal a jenom žasl. My jsme postupně takovou možnost představivosti poztráceli. Vesmír je naštěstí pořád ještě prostor, kde se můžou dít pro člověka naprosto nepochopitelné věci. Můžou tam být jiné formy života, paralelní vesmíry, čas tam může běžet opačně. Otevírá to fantazii. Navíc tam nikomu nic nepatří.

 

Proč mají vaše moduly pro Mars podobné půdorysy, jako mívaly kdysi první kláštery?

Když se dřív kolonizovalo nové území, postavil se klášter, který představoval centrum vědění, kolem vznikla vesnice. Ale kromě téhle symboliky se mi klášterní uspořádání jeví i nejpraktičtěji. Ve vesmíru potřebujete mít všechny systémy zdvojené nebo ztrojené, abyste – když se jeden pokazí – mohl používat druhý a případně třetí. Když třeba začne hořet u jednoho východu, abyste nezůstal zavřený v kapsli, ze které nemůžete ven, protože venku je Mars. A mohl utíkat alespoň dvěma směry.

 

Ráno se dům rozemele, večer stojí nový

Proč nemá Prvok ani kus rovné zdi?

Částečně je to tím, že autor designu Michal Trpák má rád organické, přírodní formy a je sochař. Druhý důvod je ten, že pro robota je přijatelnější, když tiskne oblé tvary, například pravý úhel s ostrými hranami by ani neuměl.

 

Nediskvalifikuje to celou technologii pro možné využití?

Betonový 3D tisk sice neumí dokonale pravé úhly, na druhou stranu má spoustu výhod, aspoň v mých očích. Když se například rozhodnete změnit těsně před zahájením tisku půdorys domu, je to otázka okamžiku. Protože máme všechny parametry určené matematicky, stačí zadat, že místo obdélníku tam má být třeba elipsa. Načež se všechny ostatní parametry přepočítají a celý dům se aktualizuje během několika vteřin. Takže najednou máte úplně jiný model, který přitom odpovídá přání klienta i požadavkům statiků.

 

Bude podle vás právě takhle vypadat bydlení budoucnosti?

Já věřím, že bude vypadat ještě jinak. Ráno vstaneme, praštíme se o nějaký trám a řekneme si: „Hele, tenhle dům už mě nebaví.“ A protože budeme mít mozky napojené na umělou inteligenci, navrhne nám software ideální dům přesně podle našich biometrických dat – abychom se nikde nepraštili, všude dosáhli, všechno nám sedělo na zadek. Odejdeme do práce, na náš pozemek najedou roboti, kteří dům rozbourají, rozemelou, roztřídí suť a vyrobí z ní materiál. Večer, až se vrátíme, už tam bude stát nový dům.

 

Chtěl byste bydlet v Prvokovi?

Moc rád bych to aspoň zkusil. Nejsem si jistý, že bych to vydržel zrovna v něm, ale právě ta volnost, že když mě omrzí, můžu ho v ideálním případě rozbít a postavit něco úplně jiného, mě fascinuje.

 

Jedna z výhrad, které k vytištěným domům zaznívají, je nemožnost jejich dodatečných úprav. Když budu chtít třeba přidělat okno, mám smůlu.

Nějaké možnosti na pozdější vyříznutí otvoru nebo dotištění nějakého kusu už se rýsují. Zajímavě se ukazuje například beton, který má v sobě místo cementu jako pojivo síru. Když se síra zahřeje na 230–250 stupňů, začne být tekutá, takže příslušnou část domu budeme moci předělat.

 

Mezi časté výtky patří také obtížná instalace elektřiny, vody či odpadů.

Prvok je prototyp. Nicméně vložit do zdi prostupku by šlo už teď. Robot může říct, že tam, kde zrovna tiskne, patří prostupka, a na chvíli zastavit, aby ji tam někdo mohl vložit. A můj sen je používat dron, který by tam tyhle věci vkládal sám. Myslím, že v dohledné době to vyzkoušíme.

 

Jak byste nazval svou pozici na stavbě? Operátor?

Spíš robotický zedník.

 

Další snímky včetně vizualizací Prvoka si můžete prohlédnout v galerii.

Reklama
Reklama
Reklama

Sdílení

Reklama

Podpořte nezávislou žurnalistiku

I díky Vám mohou vznikat finančně náročné texty a reportáže v magazínu Reportér.

200 Kč 500 Kč 1000 Kč Jiná částka

On-line platby zajišťuje nadace Via a její služba darujme.cz

Reklama
Reklama