Future factories : towards industry 5.0: unifying Grasshopper-unity robotics with 3D scanning for digital twin-enabled smart manufacturing

This thesis introduces a pioneering methodology that empowers users to shape architectural elements through mobile platforms and advanced techniques. Specifically targeting the Architecture, Engineering, and Construction (AEC) industry, our innovation places a paramount focus on mass customization through the integration of a digital twin. Within our primary context, the utilization of Unity 3D and Grasshopper facilitates a meticulous reconstruction of environments via 3D scanning, ensuring unparalleled accuracy and realism. This study not only develops an innovative workflow but also enhances the benefits for both users and producers, with a commitment to making the approach accessible to a diverse audience. In our primary context, the integration of Unity 3D and Grasshopper facilitates dynamic simulations of robots within the digital twin environment, allowing experimentation, analysis, and optimization of robotic operations. The interaction between these platforms enables users to manipulate parameters, test scenarios, and visualize outcomes in real-time. Harnessing digital twin technology, our research provides a valuable tool for researchers, educators, and practitioners to explore the capabilities and potential applications of robotics in architecture and engineering. This thesis makes a substantial contribution to the progression of digital twin technology within the AEC industry by providing a practical framework for developing immersive and interactive simulations. The consolidation of Unity 3D and Grasshopper, in conjunction with 3D scanning technology, creates a versatile platform that explores the convergence of virtual and physical environments. This approach fosters innovation and experimentation in the realm of designing and automating processes.

Questa tesi introduce una metodologia pionieristica che permette agli utenti di modellare senza soluzione di continuità gli elementi architettonici attraverso piattaforme mobili e tecniche avanzate. Con un'attenzione particolare all'industria dell'Architettura, Ingegneria e Costruzioni (AEC), la nostra innovazione pone un'enfasi fondamentale sulla personalizzazione di massa attraverso l'integrazione di un gemello digitale. Nel nostro contesto principale, l'utilizzo di Unity 3D e Grasshopper facilita una ricostruzione meticolosa degli ambienti attraverso la scansione 3D, garantendo un'accuratezza e realismo senza precedenti. Questo studio non solo sviluppa un flusso di lavoro innovativo ma migliora anche i vantaggi sia per gli utenti che per i produttori, con l'impegno a rendere l'approccio accessibile a un pubblico diversificato. Nel nostro contesto principale, l'integrazione di Unity 3D e Grasshopper facilita simulazioni dinamiche di robot all'interno dell'ambiente del gemello digitale, consentendo sperimentazioni, analisi e ottimizzazioni delle operazioni robotiche. L'interazione fluida tra queste piattaforme permette agli utenti di manipolare parametri, testare scenari e visualizzare risultati in tempo reale. Sfruttando la tecnologia del gemello digitale, la nostra ricerca fornisce uno strumento prezioso per ricercatori, educatori e professionisti per esplorare le capacità e le potenziali applicazioni della robotica nell'architettura e nell'ingegneria. Questa tesi fornisce un contributo significativo alla progressione della tecnologia del gemello digitale all'interno dell'industria AEC fornendo un framework pratico per lo sviluppo di simulazioni immersive e interattive. La consolidazione di Unity 3D e Grasshopper, insieme alla tecnologia di scansione 3D, crea una piattaforma versatile che esplora la convergenza di ambienti virtuali e fisici. Questo approccio favorisce l'innovazione e la sperimentazione nel campo della progettazione e automazione dei processi.