Cải thiện phạm vi và năng suất: Xây dựng từ xa thành công bằng thiết bị xây dựng cách xa 900 km giữa Hokkaido và Tsukuba
Ngày 26 tháng 6 năm 2025
Điều khiển từ xa máy móc xây dựng từ phía Hokkaido. Hình ảnh từ nhiều góc độ khác nhau được hiển thị trên màn hình (Được cung cấp bởi Jitsuta China)
Máy xúc lật và xe ben không người lái được điều khiển từ xa. Vì lý do an toàn, có một giám sát viên trên xe ben nhưng không điều khiển.
Tại các công trường xây dựng đang thiếu hụt lao động nghiêm trọng, xây dựng từ xa được kỳ vọng sẽ là biện pháp hiệu quả để cải thiện năng suất. Những người vận hành giàu kinh nghiệm vận hành máy móc xây dựng từ xa hàng trăm km và truyền đạt kỹ năng của họ đến mọi công trường trên khắp cả nước. Phương pháp xây dựng thế hệ tiếp theo này đang ngày càng trở nên thực tế hơn, nhưng rào cản lớn nhất đối với việc hiện thực hóa nó là môi trường giao tiếp. Để khắc phục điều này, một nhóm bốn bên bao gồm Hi-Tech Inter (Shibuya-ku, Tokyo, Chủ tịch Norito Danno), đơn vị lập kế hoạch và phát triển thiết bị thông tin, truyền thông và video, Jitsuta Chugoku (Naka-ku, Hiroshima, Chủ tịch Yasuyuki Jitsuta), đơn vị bán và cho thuê thiết bị khảo sát và thiết kế, Viện nghiên cứu công trình công cộng (PWRI) và Chudenko đã bắt đầu một thử nghiệm trình diễn về điều khiển từ xa kết nối Hokkaido và Tỉnh Ibaraki.
□ Công nghệ độc đáo cho phép truyền dữ liệu điều khiển và video □
Rào cản lớn nhất đối với xây dựng từ xa là "độ trễ giao tiếp". Để điều khiển máy móc xây dựng từ xa, ngoài dữ liệu điều khiển, video tại chỗ phải được truyền đến người vận hành theo thời gian thực. Video từ nhiều góc độ là điều cần thiết để vận hành chính xác máy móc xây dựng trên màn hình nơi khó hiểu góc nhìn.
Để truyền nhiều hình ảnh cùng lúc với độ chính xác cao, cần phải gửi và nhận lượng dữ liệu lớn, gây áp lực lên đường truyền thông tin và gây ra sự chậm trễ. Nếu sự chậm trễ gây ra sự khác biệt lớn, sẽ khó kiểm soát chính xác kịp thời. Người ta thường nói rằng sự chậm trễ hơn 300 mili giây khiến mọi người cảm thấy khó chịu.
Nhóm bốn bên đã tiến hành một cuộc trình diễn vào ngày 12. Hai phương tiện, một máy xúc lật và một xe đổ bánh xích, được điều khiển từ xa cùng lúc tại Khu thí nghiệm DX xây dựng của Viện nghiên cứu kỹ thuật dân dụng tại thành phố Tsukuba, tỉnh Ibaraki, cách Trung tâm phát triển Hokkaido của Hi-Tech Inter (thị trấn Numata, Hokkaido) khoảng 900 km. Bốn camera độ phân giải cao (FHD) được gắn vào mỗi máy xây dựng và hai camera FHD để xem từ trên cao cũng được lắp đặt, biến đây thành "nỗ lực hàng đầu thế giới" để xử lý tổng cộng 10 hình ảnh và dữ liệu điều khiển cho hai máy xây dựng cùng một lúc.
Thị trấn Numata và thành phố Tsukuba được kết nối bằng đường truyền vệ tinh từ Starlink Mini, một vệ tinh liên lạc quỹ đạo thấp của công ty SpaceX của Hoa Kỳ. Nhìn chung, số lượng hình ảnh camera tối đa có thể truyền đồng thời qua một đường truyền Starlink là khoảng ba hoặc bốn, nhưng thí nghiệm trình diễn này đã thành công trong việc truyền một lượng lớn dữ liệu với độ trễ thấp, vượt xa giới hạn này.
Mặc dù Starlink đã được sử dụng tại các công trường xây dựng, nhưng có rất ít thí nghiệm ở Nhật Bản để truyền một lượng lớn dữ liệu. Truyền thông vệ tinh có sự biến động lớn về tốc độ truyền thông do sự di chuyển của vệ tinh và sự gia tăng hoặc giảm số lượng người dùng, khiến sự chậm trễ và lỗi truyền tải là không thể tránh khỏi. Chìa khóa cho thành công này là công nghệ truyền video độ trễ cực thấp "BAERT" do nhóm bốn bên phát triển.
Nó tự động kiểm soát lượng dữ liệu theo tình hình của đường truyền thông tin, cho phép truyền ổn định với sự dao động cực kỳ ít. Nó cũng ngăn chặn các lỗi do điều kiện truyền thông không ổn định gây ra, cho phép truyền video ổn định. Độ trễ do nén video cực kỳ thấp ở mức khoảng 50 mili giây và ngay cả khi kết hợp với độ trễ truyền thông, độ trễ thấp khoảng 150 đến 200 mili giây đã đạt được.
Trong thí nghiệm trình diễn, thiết bị truyền video độ trễ thấp "LVRC-4000" được trang bị BAERT và "LLC-4000" đóng vai trò vừa là bộ mã hóa vừa là bộ giải mã đã được giới thiệu. Kết hợp "Nền tảng công nghệ xây dựng tự động (OPERA)" của Viện nghiên cứu công trình công cộng và chức năng điều khiển từ xa của máy móc xây dựng, người ta đã xác nhận rằng việc điều khiển máy móc xây dựng và truyền video có thể được thực hiện đồng thời. Nếu lắp micrô, có thể truyền giọng nói của công trường cùng nhau. Các thiết bị an toàn như cảm biến của con người cũng có thể được tích hợp vào máy móc xây dựng. Khi môi trường truyền thông đã sẵn sàng, người ta cho rằng việc chuẩn bị cho điều khiển từ xa có thể hoàn thành trong nửa ngày.
Đây có thể là lần đầu tiên trên thế giới vận hành 10 camera FHD và hai máy móc hạng nặng cùng một lúc. Đây là những gì Chủ tịch Jitsuta China Jitsuta Tadashi, người đã theo dõi cuộc thử nghiệm từ Tsukuba, cho biết. "LVRC-4000" và "LLC-4000" hiện đã có sẵn để bán và LVRC-4000 đã được giới thiệu tại Trung tâm DX Cơ sở hạ tầng Chugoku thuộc Cục Phát triển Khu vực Chugoku thuộc Bộ Đất đai, Cơ sở hạ tầng, Giao thông và Du lịch, nơi nó đang được sử dụng để xây dựng máy móc xây dựng từ xa.
Vẫn còn nhiều thách thức cần vượt qua trước khi điều này có thể được triển khai trong xã hội. Một trong số đó là "môi trường truyền thông tại chỗ". Trong cuộc thử nghiệm trình diễn này, một đường truyền 5G cục bộ đã được sử dụng tại Công trường DX Xây dựng, nhưng không có mạng truyền thông tốc độ cao cố định tại các công trường xây dựng như địa điểm thiên tai và vùng núi. Ngoài ra, có những rào cản pháp lý cao đối với việc lắp đặt ăng-ten Starlink trực tiếp trên máy móc xây dựng và hiện tại, truyền thông vệ tinh chỉ có thể được sử dụng thông qua thiết bị truyền thông tại chỗ.
Để phổ biến xây dựng từ xa, cần có thêm sự hỗ trợ từ chính phủ, bao gồm cả việc cải thiện hệ thống để giải quyết những vấn đề này. Vẫn còn nhiều rào cản phải vượt qua, nhưng thách thức này đang có tiến triển.
