Η ομάδα TUM Boring Student Tunneling κερδίζει τον δεύτερο συνεχή διαγωνισμό που δεν βαριέται – Autodesk Learn Lab
Η χρόνια κυκλοφοριακή συμφόρηση προκαλεί πολλά προβλήματα, συμπεριλαμβανομένης της υπερβολικής ρύπανσης, ανυπολόγιστων ποσοτήτων χαμένου χρόνου και ενέργειας και αρνητικές ψυχολογικές επιπτώσεις. Για να μετριαστεί η συμφόρηση, οι άνθρωποι μπορούν είτε να ταξιδεύουν λιγότερο είτε να χτίζουν περισσότερες λεωφόρους, είτε στον αέρα για ιπτάμενα αυτοκίνητα που δεν είναι ακόμα πρακτικά, στο έδαφος με περισσότερους δρόμους, είτε… υπόγεια.
Με το The Boring Company’s Loop να είναι πλέον ενεργό στο Λας Βέγκας, τα νέα συστήματα διάνοιξης σήραγγας ήδη μετριάζουν την κυκλοφορία στην πόλη. Εάν οι δυνατότητες των σηράγγων μπορούν να αξιοποιηθούν πλήρως, θα μπορούσαν να μεταμορφώσουν τις πόλεις παρέχοντας ασφαλή, χαμηλού κόστους, αδιάβροχη, γρήγορη μεταφορά από σημείο σε σημείο για επιβάτες, ταξιδιώτες και εμπορεύματα, ενώ θα μειώσουν δραστικά την κυκλοφοριακή συμφόρηση. Η μετακίνηση περισσότερης κυκλοφορίας υπόγεια θα μείωνε τον θόρυβο και την ατμοσφαιρική ρύπανση, δεν θα καταστρέψει περιορισμένη επιφάνεια για οδικούς άξονες και θα μπορούσε ακόμη και να απελευθερώσει πρώην δρόμους για να μετατραπούν σε δημόσιους χώρους και χώρους πρασίνου.
Ωστόσο, υπάρχει τουλάχιστον ένα μεγάλο οδόφραγμα, να το πούμε έτσι: οι τρέχουσες μηχανές διάνοιξης σήραγγας λειτουργούν πιο αργά από τον ρυθμό ενός σαλιγκαριού, ενώ κοστίζουν στις πόλεις τεράστια χρηματικά ποσά. Μπορούν να σκάβουν μόνο περίπου 20-50 μέτρα την ημέρα – λιγότερο από αυτό που μπορούν να ταξιδέψουν ορισμένα σαλιγκάρια σε μια μέρα. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο η The Boring Company προσπάθησε να αξιοποιήσει την καινοτομία του πλήθους μέσω του Not-a-Boring Competition της. Ο στόχος του διαγωνισμού είναι να καταλύσει την ταχεία καινοτομία στην ταχύτητα διάνοιξης σήραγγας και ρωτά τις εκατοντάδες ομάδες από όλο τον κόσμο που έχουν συμμετάσχει: «Μπορείς να νικήσεις το σαλιγκάρι;»
Λοιπόν, μέχρι στιγμής ένα ίδρυμα έχει δείξει τις περισσότερες υποσχέσεις, καθώς έγινε κάπως δυναστεία κερδίζοντας διαγωνισμούς Hyperloop και τούνελ. Και αποτελείται σε μεγάλο βαθμό από παθιασμένους και δυναμικούς μαθητές.
Ορμή σήραγγας στο Μόναχο
Το Τεχνικό Πανεπιστήμιο του Μονάχου (TUM) έχει φήμη για την τεχνολογική καινοτομία. Από το 2015, δύο προϊόντα του χωνευτηρίου σχεδιασμού και μηχανικής του έχουν κυριαρχήσει στους διαγωνισμούς μεταφοράς σε τούνελ του Έλον Μασκ. Από το 2015 έως το 2019 το πρόγραμμα TUM Hyperloop κέρδισε και τους τέσσερις διαγωνισμούς Hyperloop Pod του Space X, επιτυγχάνοντας ταχύτητα ρεκόρ 482 km/h για το pod του στον τελικό διαγωνισμό. Ενώ το TUM Hyperloop επικεντρώνεται τώρα στην ολοκλήρωση ενός δοκιμαστικού σωλήνα Hyperloop πλήρους κλίμακας με κάψουλα επιβατών το 2023, ο μη κερδοσκοπικός οργανισμός TUM Boring που υποστηρίζεται από το πανεπιστήμιο επικεντρώνεται στην προσπάθεια να διαμορφώσει το μέλλον της τεχνολογίας σήραγγας και να κατασκευάσει την ταχύτερη διάνοιξη σήραγγας στον κόσμο μηχανή (TBM).
Με το βραβείο του Γενικού Νικητή στον Διαγωνισμό Not-a-Boring 2023 στο Bastrop του Τέξας την 1η Απριλίου, το TUM Boring κέρδισε και τους δύο διαγωνισμούς Not-a-Boring — συνεχίζοντας την παράδοση των νικών που ξεκίνησε το TUM Hyperloop. Το TUM Boring κέρδισε το καλύτερο σύστημα καθοδήγησης και το γενικό νικητή στον διαγωνισμό του 2021 στο Λας Βέγκας της Νεβάδα, ο οποίος είχε σκοπό να δοκιμάσει την ικανότητα των ομάδων να δημιουργήσουν ένα λειτουργικό TBM, το οποίο είναι πολύ περίπλοκες κατασκευές.
Όσο δύσκολο κι αν ήταν, ο διαγωνισμός του 2023 έριξε άλλα δύο κλειδιά στη μηχανή. Σε αντίθεση με το 2021, ο διαγωνισμός του 2023 μέτρησε τους χρόνους ρύθμισης των μηχανών των ομάδων και τα βαρετά μηχανήματα έπρεπε επίσης να χειριστούν μια κυρτή πίστα.
Νέες προκλήσεις που βαραίνουν το τούνελ
Ο Andrean Tedjojuwono, μηχανολόγος μηχανικός και ένα από τα 30+ φοιτητές μέλη του TUM Boring το 2023, λέει ότι ο διαγωνισμός φέτος ήταν πιο περίπλοκος και πιο κοντά στις πραγματικές συνθήκες. «Οι ομάδες προκλήθηκαν να δημιουργήσουν μια νέα ιδέα TBM για τη διάνοιξη μιας καμπύλης σήραγγας που μπορεί εύκολα να μεταφερθεί στον χώρο του έργου και να εγκατασταθεί γρήγορα», λέει. «Όπως και στον πραγματικό κόσμο, ο χρόνος εγκατάστασης πριν από το βαρετό είναι κρίσιμος γιατί είναι μια τεράστια πηγή απώλειας χρόνου, που οδηγεί σε σημαντικό οικονομικό κόστος».
Η απαίτηση να έχουν οι ομάδες μια κυρτή σήραγγα μιμείται επίσης αληθινά σενάρια, τα οποία σπάνια απαιτούν μια τέλεια ευθεία σήραγγα. Τα TBM χρειαζόταν επίσης να κατευθύνουν με ακρίβεια τόσο κάθετα όσο και οριζόντια. Ο Tedjojuwono ήταν επίσης μέλος της ομάδας το 2021 και επισημαίνει ότι οι γεωλογικές συνθήκες του εδάφους το 2021 και το 2023 διέφεραν ριζικά. Το 2021, η γεωλογία του Λας Βέγκας ήταν αμμώδης με ενσωματωμένα σκληρά ορυκτά πετρώματα καλίχας, ενώ η γεωλογία έξω από το Όστιν του Τέξας το 2023 περιελάμβανε πολύ πηλό με παχύ γρασίδι και λαϊκά στρώματα στο ανώτερο στρώμα.
«Αυτό μας παρουσίασε την τελική πρόκληση της εισαγωγής νεότερων μηχανικών συστημάτων για τη διάνοιξη τούνελ και στις δύο γεωλογικές συνθήκες», λέει ο Tedjojuwono. «Φανταστείτε ένα αγωνιστικό αυτοκίνητο που πρέπει να αγωνιστεί τόσο σε άσφαλτο τύπου F1 όσο και σε ένα Παγκόσμιο Πρωτάθλημα Ράλι (WRC)», όπου τα αυτοκίνητα κινούνται σε πραγματικούς δρόμους, συχνά μη ασφαλτοστρωμένους.
Διανύοντας την απόσταση με το Fusion 360
Το TBM της TUM Boring είναι μια τεράστια μηχανή —μήκους 40 ποδιών και 22 τόνων— που μεταφέρεται σε εμπορευματοκιβώτιο φορτίου και περιλαμβάνει πολλά συστήματα που λειτουργούν όλα μαζί: κεφαλή κοπής, σύστημα διεύθυνσης, σύστημα καθοδήγησης λέιζερ, έλεγχος, πρόωση, αφαίρεση υλικού, ισχύς και σωλήνας – περίστροφο τμήματος. Λόγω των νέων απαιτήσεων του 2023 Not-a-Boring Competition, ο Tedjojuwono λέει ότι πολλά από τα συστήματα έπρεπε να ανασχεδιαστούν, όπως τα συστήματα αφαίρεσης υλικού, διαχείρισης καλωδίων και δομής σήραγγας. «Χάρη στο Fusion 360, μπορούσαμε να το πετύχουμε», λέει.
Για χρόνια, οι ομάδες του διαγωνισμού TUM βασίζονται στο Autodesk Fusion 360, το οποίο επιτρέπει σε μια ομάδα δεκάδων μαθητών να συνεργάζεται εξ αποστάσεως με συγχρονισμό δεδομένων που βασίζεται σε σύννεφο. Το TUM Boring χρησιμοποιεί το Fusion 360 για να ενσωματώσει όλα τα στοιχεία του έργου του, γεγονός που καθιστά το TBM του μια από τις πιο περίπλοκες ρυθμίσεις Fusion 360 που υπάρχουν.
Στον διαγωνισμό του 2023, το μηχάνημα του TUM Boring έκανε σήραγγα σχεδόν 12 μέτρα και ο Tedjojuwono λέει ότι ήταν η μόνη ομάδα στον διαγωνισμό που μπόρεσε να σκάψει μια σήραγγα λόγω της αξιοπιστίας του TBM. Αποδίδει αυτή την αξιοπιστία σε μεγάλο βαθμό στις δυνατότητες προσομοίωσης του Fusion 360, οι οποίες επέτρεψαν στην ομάδα να δοκιμάσει κάθε εξάρτημα του μηχανήματος, να εντοπίσει πιθανές μηχανικές βλάβες και να κάνει τροποποιήσεις της τελευταίας στιγμής για την εξάλειψή τους.
«Το Fusion 360 έχει εξαιρετική διεπαφή χρήστη και δίνει μεγαλύτερη έμφαση στην ομαδική εργασία», λέει. «Οι μηχανικοί μας μπορούν όχι μόνο να εργαστούν στα δικά τους εξαρτήματα, αλλά μπορούν επίσης να δουν εύκολα τη γενική επισκόπηση του σχεδιασμού του μηχανήματος. Με αυτόν τον τρόπο, μπορούμε εύκολα να επανατοποθετήσουμε μηχανικούς να εργαστούν στο σχεδιασμό εξαρτημάτων μηχανής υψηλής προτεραιότητας χωρίς προβλήματα.»
Η συνεργασία του TUM Boring με την Autodesk βοήθησε επίσης τον μη κερδοσκοπικό οργανισμό να εξασφαλίσει κάποια πρόσθετη υποστήριξη από τον μακρύ κατάλογο των βιομηχανικών συνεργατών του, λέει ο Benedikt Seel, μέλος του διοικητικού συμβουλίου της ομάδας. Η ομάδα πολυμέσων της Autodesk βοήθησε το TUM Boring να χρησιμοποιήσει τις δυνατότητες απόδοσης του Fusion 360 για τη δημιουργία τρισδιάστατων εικόνων υψηλής ευκρίνειας. «Αυτό μας βοήθησε πάρα πολύ όταν μιλάμε με πιθανούς χορηγούς και εξωτερικές εταιρείες», λέει.
Ο δρόμος για μια μη βαρετή καριέρα
Οι σχέσεις του TUM Boring με τους βιομηχανικούς εταίρους βοήθησαν όχι μόνο στη γιγάντια επιχείρηση TBM, αλλά παρείχαν επίσης ευκαιρίες οικοδόμησης σχέσεων σε μαθητές της ομάδας, πολλοί από τους οποίους έλαβαν προσφορές εργασίας πριν αποφοιτήσουν, σύμφωνα με τον Tedjojuwono. Η συνεργασία με την TUM Boring σε ένα μεγάλο, πλήρως λειτουργικό έργο με τη δυνατότητα να επηρεάσει το μέλλον της κινητικότητας δημιουργεί δεξιότητες και εμπειρία που σχετίζονται με τη βιομηχανία.
«Έμαθα πολλές δεξιότητες διαχείρισης έργου, δεξιότητες επικοινωνίας και άλλες μαλακές δεξιότητες που δεν περιλαμβάνονται στην ειδικότητά μου και θα με βοηθήσουν πολύ στο μέλλον μου», λέει ο Tedjojuwono. «Μηχανές αυτού του οικονομικού μεγέθους και μηχανικής πολυπλοκότητας δεν σχεδιάζονται συνήθως από φοιτητές. Αισθάνομαι πολύ προνομιούχος που μπορώ να σχεδιάσω εξαιρετικά πολύπλοκα εξαρτήματα μηχανών που απαιτούν πολλούς διαφορετικούς κλάδους μηχανικής και να τα συνδυάσω σε ένα. Αν όχι για αυτό το έργο, δεν θα είχα την ευκαιρία να το κάνω».