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Der Roboter legt auf der Baustelle selbst Hand an

An der ETH Zürich zeigen Forscher aus aller Welt an der «RobArch 2018» wie der Roboter in der Architektur und auf der Baustelle zum Helfer werden kann. Der Handwerker wird das überleben.
Bruno Knellwolf

Die Kreissäge kreischt wild und zersägt dabei einen dicken Baumstamm. Andernorts wird gefräst oder Kies kunstvoll aufgehäuft. All das machen keine Menschen, sondern Roboter. Zu sehen ist das diese Woche an der «RobArch 2018», der «Robotic Fabrication in Architecture, Art and Design». Die internationale Konferenz zur Digitalen Fabrikation findet alle zwei Jahre statt, letztmals in Sydney, diesmal ist die ETH Zürich Veranstalter.

Die ETH bietet, was die Forschung an digitaler Architektur und Fabrikation betrifft, weltweit Einmaliges. Einen Industrieroboter in einer grossen Forschungshalle, in welcher der Roboter vor einigen Monaten – beinahe ohne menschliche Hände – die Holzkonstruktion eines Hausteils zusammengebaut hat. Diese ist nun Teil eines Forschungsgebäudes an der Empa in Dübendorf.

Prototyp des zukünftigen Schreiners

Leiter dieses Robotik-Labors an der ETH, in der elf Workshops zur digitalen Fabrikation durchgeführt werden, ist Michael Lyrenmann. Vielleicht ist der Labor-Leiter der Prototyp des zukünftigen Schreiners: Erst hat er den Beruf des Möbelschreiners gelernt. Seine erste Erfahrung mit einem Roboter machte er bereits im ersten Lehrjahr als Schreiner in der Berufsschule. Bald darauf hatte Lyrenmann Gelegenheit, einem Techniker der Holz-Fachhochschule Biel über die Schultern zu schauen, der sich in seiner Diplomarbeit mit einem Roboter beschäftigt hatte. Dermassen digital infiziert führte der Weg des Schreiners später zur ETH Zürich. 2005 durfte er dort den ersten Roboter im Architektur-Bereich beschaffen. Gleichzeitig machte er eine Zweitlehre als Informatiker.

Nach einem Ausflug in die Industrie kehrte er als Leiter des Robotik-Labors an die ETH zurück. Jetzt hält er eine Oberfräse in der Hand. Für Nicht-Schreiner: Das ist eine Fräse, mit der man auf einer Holzoberfläche ein Muster ausschneidet, zum Beispiel ein Familienwappen in einen Stuhl. Normalerweise macht der Schreiner dafür zuerst eine Schablone und fräst das Gewünschte mit der Oberfräse heraus. In diesem Workshop hantiert er nun mit einer Oberfräse, die Computerunterstützung hat. Auf das Holzbrett klebt er Marker. An diesen orientiert sich die digitalisierte Maschine mit einer Kamera. Das auf dem Computer entworfene Familienwappen wird mit einem USB-Stick auf die Oberfräse geladen. Danach fräst der Schreiner, angeleitet von der Maschine, das Familienwappen aus dem Holz.

Ich würde den Schreinerberuf sofort wieder wählen

In solchen digital unterstützten Hilfsmitteln wie dieser Oberfräse sieht Lyrenmann die naheliegendste Anwendung der Digitalisierung im Schreinerberuf. Hilfsmittel, welche die Arbeit des Schreiners ergänzen und erleichtern. Er rechnet nicht damit, dass Roboter bald von selbst ein ganzes Haus zusammenbauen werden. «Davon sind wir noch weit weg.» Der Roboter werde ein Werkzeug bleiben, um Teile zu bauen oder einen 40 Kilogramm schweren Balken zu heben». Darüber freue sich jeder Schreiner, die Feinarbeit werde er weiterhin selber machen.

Das Berufsbild werde sich verändern. Allerdings verwandle sich der Schreiner deswegen nicht in einen Informatiker, sondern bleibe primär ein Anwender. Aber junge, in der digitalen Welt aufgewachsene Schreiner würden solche digitale Hilfsmittel bald als völlig normal betrachten. «Für den Schreiner wird der Roboter wie ein weiteres Werkzeug in der Werkzeugkiste», sagt Lyrenmann. «Der Schreiner wird nicht aussterben. Die Einbindung neuer Technologien machen das Berufsbild attraktiver. Junge Leute fragen mich oft: Würden Sie heute nochmals eine Schreinerlehre machen? Sofort», sei seine Antwort.

Bauplan in die Realität projiziert

In einer anderen Ecke der Forschungshalle wird mit einer Augmented-Reality-Brille gearbeitet. Sie projiziert ein Hologramm einer am Computer entworfenen Konstruktion aus Blöcken auf den Hallenboden. Die Konstruktion kann so nachgebaut werden. «Menschen werden mit einer solchen Brille digital geleitet. Man könnte aber zum Beispiel auch ein grosses Fussballstadion auf eine grüne Wiese projizieren und dieses am Ort durch die AR-Brille ansehen», sagt Romana Rust, Architektin und Organisatorin des RobArch 2018.

In einem anderen Workshop werden Wandkonstruktionen mit einem 3D-Drucker erstellt. Vorgängig wird am Computer eine möglichst filigrane Konstruktion entwickelt, die der 3D-Drucker danach in Kunststoff herstellt. «Die Digitalisierung in der Architektur und der Fabrikation macht viele Dinge effizienter», sagt Rust, Forscherin am «Gramazio Kohler Research»-Institut der ETH Zürich. Die digitale Fabrikation mache es möglich, Ressourcenschonend zu planen. «Das Bauen wird freier, weil neue Formen möglich werden. Der Architekt erhält neue ästhetische Ausdrucksformen», sagt Rust. Zum Beispiel gebe es Möglichkeiten, elegante Betonkonstruktionen dank digitaler Verfahren ohne Schalung zu machen. Mit der Digitalisierung im Bau versprechen sich die Forscher auch die Einsparung von Material und Zeitgewinn. Solcher Effizienzgewinn tönt nach Wegrationalisierung menschlicher Arbeitskraft. «Es geht darum, gefährliche oder schwere Arbeit einem Roboter zu überlassen», sagt Rust. Der Roboter ersetze den Menschen nicht, weil dieser viel bessere kognitive Möglichkeiten habe. «Es geht darum, analoge und digitale Welten zusammenzubringen. Jeder technische Fortschritt eröffnet auch neue Arbeitsfelder».

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