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Mit AR millimetergenau schief

ETH AR Technik

Die AR Technologie des ETH-​Spin-offs Incon.ai erlaubt es, Bausteine millimetergenau im Raum zu platzieren. Das macht Bauten mit Mustern oder akustischen Effekten möglich.

Schattenspiele, wellenförmige Muster oder akustische Effekte: Werden Ziegelsteine in speziellen Winkeln aufeinandergelegt, können architektonische Kunstwerke entstehen. Damit die Effekte zur Geltung kommen und der Bau gleichzeitig stabil bleibt, müssen die Bausteine millimetergenau passen. Eine solche Präzision ist mit den üblichen Bauplänen und Mauertechniken nur mit viel Aufwand zu erreichen.

Dank einer neuen, auf Augmented Reality basierenden Technologie lassen sich nun selbst die ausgefallensten Ideen umsetzen. Entwickelt hat sie der Robotiker und ETH-​Pioneer-Fellow Timothy Sandy.

Software leitet Maurer an

Die Architekten erstellen dabei das Design am Computer und laden die 3D-​Pläne auf eine Software. Während der Arbeit auf der Baustelle richten die Maurer dann eine Kamera auf das Bauwerk. Die Software erkennt die Objekte und vergleicht die Position der einzelnen Teile mit jener im virtuellen Design.

Auf einem Monitor zeigt sie den Bauarbeitern, wie sie die Bausteine ausrichten müssen. «Dank dieser Technologie können Menschen praktisch genauso exakt bauen wie Roboter», sagt Sandy, «damit werden völlig neue Bauten und Formen möglich». In zwei Projekten wurde Sandys Software bereits eingesetzt.

Einsatz erstmals in Griechenland

Am Fuss des Olymps in Griechenland entwarfen die ETH-​Architekten von Gramazio Kohler einen Weinkeller mit einer Fassade von total 225 Quadratmetern. Den Bau realisierten sie zusammen mit einem lokalen Unternehmen innerhalb von weniger als drei Monaten. «Wir waren lediglich eine Woche vor Ort, um alles vorzubereiten», erzählt Sandy.

Beim zweiten Bauprojekt handelt es sich um die Wände einer Cafeteria der Firma Basler & Hofmann im Zürcher Dorf Esslingen, eine ebenfalls von den Architekten Gramazio Kohler entworfene Holzkonstruktion. Die einzelnen Klötze wurden vorgängig auf der Vorderseite zu Polygonen abgesägt. Die asymmetrische Form der Klötze sorgt für wechselnde Schattenmuster.

Präzise AR hilft der Handarbeit

Vor allem aber seien Roboter in punkto Mobilität und Geschicklichkeit noch weit von menschlichen Fähigkeiten entfernt. Nur mit ganz spezifischen, flachen Bausteinen lasse sich heute bereits robotergestützt bauen. «Mit der Software lassen sich die Vorteile von Computer-​Design und Handarbeit kombinieren».

In den beiden Pilotprojekten wurde die Software auf einen Computer geladen, der mit einer Kamera und einem Monitor verbunden war. Als Endgerät genügt aber auch ein einfaches Smartphone.

«Im Vergleich zu anderen AR-​Lösungen ist die neue Technologie viel präziser», sagt Entwickler Sandy. So erkennt und verfolgt sie Objekte auch dann noch, wenn etwas die Sicht verdeckt oder Elemente im Hintergrund stören. Auch starkes Wackeln der Kamera oder ein Systemneustart stellen kein Problem dar.

Quelle: ETH / Youtube

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