建筑机器人，科幻照进现实

科技 2024-09-06 07:36 广东

在建筑机器人技术变得像日常生活中常见的事物一样之前，还有一段路要走，但这项技术正在稳步发展。

如果你计划下个月去伯明翰参加英国建筑周，那么在国家展览中心的展厅里，你很有可能会遇到一两个机器人。

从波士顿系统公司的机器狗到惠普公司的自动驾驶SitePrint机器（放线机器人-可勾勒出场地布局），机器人技术有望在建筑行业留下自己的印记。

和许多创新一样，这个创新的主要目标是帮助找到替代那些在特定行业内数量不断减少的工人的方法，并且提高整个行业的生产率。

许多人好奇机器人技术已经发展到了什么程度，并且想知道有哪些证据可以证明它正在改变相关行业。

Build in Digital最近研究了无人机在建筑行业的进展。他们发现无人机、机器人和人工智能技术有望在某些方面融合，特别是在未来，这些技术可能会被用来从空中监控和自动移动建筑工地上的机械。

机器人技术可能会在与建筑信息模型（BIM）集成时迎来一个重大的发展和应用的高潮。

在Build in Digital最近举办的关于机器人技术的微型会议上，解释了多个因素正在推动建筑行业采用机器人和自动化技术。全球对住房和基础设施的需求不断增加，这不仅包括英国，这种增长的需求已经给建筑行业带来了压力，要求他们以更快、更高效的方式完成项目。

英国皇家特许测量师学会（RICS）的人工智能部门负责人安德鲁·奈特（Andrew Knight）指出，建筑行业面临的压力，包括新的建筑法规和实现净零排放目标，也在推动行业的创新。

人工智能(AI)、机器学习和传感器技术的技术进步也发挥了至关重要的作用。此外，对可持续发展的推动正在鼓励使用机器人来减少建筑工地的浪费和能源消耗。

合作的时代

人们正在考虑一种名为协作机器人制造（CRF）的新举措，CRF指的是机器人之间可以合作完成一些任务，这些任务如果机器人单独行动是无法完成的，这种协作方式可能会对建筑行业的运作方式产生重大影响。

为了利用CRF，最好想象一下施工从现场转移到工厂车间。任何单个机器人能够完成的动作类型和数量都是有限的。通过协调不同组的机器人，可以完成多种功能。当涉及到建造模块化住宅时，这个想法特别有用。

CRF已经在制造业中被多次尝试，应用范围从家具制造到汽车制造。接下来，将这种技术应用于住房或大规模模块化建筑领域，似乎是顺理成章的下一步。

最近的出版物：《数字时代的循环建筑环境》，由瑞士苏黎世联邦理工学院建筑循环工程助理教授Catherine De Wolf编辑；代尔夫特理工大学的Sultan Çetin博士生和马斯特里赫特大学可持续商业教授Nancy MP Bocken概述了许多经济领域数字化所需的流程，包括建筑中的机器人技术。

作者指出，建筑规模的CRF常见于大型结构的现场施工，或执行需要复杂任务排序的工作，这超出了单个机器人单独工作的能力范围。

CRF通常在实验室环境中使用。但是，如果研究的范围从静态工业机器人扩展到移动机器和大型建筑机械，那么这项技术就可以直接应用在建筑工地上。这样做可以使得建筑过程更加节省材料，同时还能带来更快、更精确的拆卸和重新组装过程。

“通过利用大量的数据，我们可以设计出材料使用更加高效的结构，更准确地评估在制造过程中整体结构的性能，并测量构件的刚度或损坏程度等参数。”

通过使用传感器对结构进行“非破坏性”测试并收集结果数据，机器人甚至可以帮助设计未来更具弹性的建筑。

在11月，瑞士公司ABB Robotics宣布与汽车制造商保时捷合作，共同开始一项模块化住房设计的工作。当时，保时捷咨询公司执行董事会主席Eberhard Weiblen表示：“建筑行业正面临着众多挑战。高度自动化的建筑工厂可以提供更高质量、更经济实惠的住房。”

“通过将ABB领先的机器人解决方案与保时捷咨询在规划和运营最先进工厂方面的知识相结合，我们希望帮助这一重要行业实现转型。”

这种合作关系将如何开展还有待观察，但汽车制造商拥有重建模块化房屋建筑商所渴望的精确生产线的专业知识。与其效仿汽车行业，与其合作可能是一个明智的选择。

奠定基础

大约十年前，美国公司Construction Robotics推出了一个名为SAM的产品，这个产品是半自主的泥瓦匠机器人，这是建筑行业首次体验到机器人技术可能带来的变革。

这款机器人的价格大约为50万美元，每天可以铺设2000到3000块砖，这个数量是任何专业砌砖工所能完成的数倍。

机器人技术可以追溯到20世纪60年代，当时英国制造了第一台名为Motor Mason的机器人。随后，在1970年代和1980年代，日本也生产了多种类型的机器人。

然而，当今机器人的最初先驱从未真正进入建筑市场。Construction Robotics承诺，凭借其新型机器人，SAM可以实现10倍的生产力提升。尽管令人印象深刻，但SAM的半自主性质意味着最终产品中仍然需要大量人工输入。

2022年，建筑公司Ballast Nedam推出了自己的机器人，承诺使用的砂浆最多是传统人类砌砖工人的一半，即每块砖仅455克，而人类则约为1公斤。

根据Ballast Nedam公司的说法，这个机器人能够测量建筑物的外立面，因此它知道如何平整砖石，即使在升降脚手架摇晃的情况下也能保持稳定。机器人的性能反馈会被发送给开发人员，这样机器就可以通过学习来不断改进。

根据荷兰建筑公司Heddes Bouw&OntwikkelingBas Meerwijk的说法，该公司是Ballast Nedam的子公司，他们正在使用一个机器人，这个机器人能够从错误中学习。当机器人的表现与预期不符时，Bas Meerwijk会与ROPAX的开发团队进行讨论。然后，他会发送包含错误信息的日志文件，并指出需要改进的地方。接着，开发团队会对软件进行调整。到了第二天，机器人就会进行更新，从而在性能上有所提升。

正如Automated Architecture (AUAR) 联合创始人兼首席执行官 Mollie Claypool在Build in Digital最近举办的关于机器人和自动化的微型会议上指出的那样：“本质上，我们正在将机器人技术应用于非常古老的问题。”

AUAR公司授权其自有的低成本微型工厂（公司将这种低成本描述为低资本支出，即CapEx），以补充现有房屋建筑商在建造新房屋时可用的工具套件。通过与公司专有的操作系统相结合，这家初创公司能够将通常涉及的数千条生产线简化为仅几条。

这家公司在美国和欧洲都有合作伙伴关系，并且计划推出一种被称为“乐高屋”的产品。为了这个计划，公司已经筹集了260万英镑的资金。机器人公司ABB是这家公司的主要投资者之一。然而，目前这家公司在比利时的根特只有一家微型工厂在运营。

随着该行业开始探索如何将机器人用于更多用途，帮助提高操作自动化程度的技术也将得到发展。从机器人捆扎钢筋到拧紧幕墙固定装置，机械化的应用将会增长，并变得更善于处理建筑工地的复杂情况，而不仅仅是工厂车间。

也许，一个简单问题的复杂答案正是建筑业一直以来所需要的。

一些公司正在改变机器人在建筑施工领域的现状

Odico Formwork Robotics

丹麦公司Odico在2018年推出了自己的机器人产品。这款机器人设计得可以放入一个运输集装箱内，这样做的目的是为了让它更便于运输到各个建筑工地。一旦机器人被卸载，它就能够建造混凝土模板。

AUAR

这句话的意思是，机器人建筑初创公司AUAR有志于简化供应链，并且减少一个典型家庭中估计的7000个零件数量。AUAR的目标是找到一种方法，既能满足建筑师的设计需求，也能迎合承包商的施工需求。

该公司为了提供机器人和软件来简化新房屋的建造和定价，需要客户支付一笔初始安装费，金额为25万英镑，之后，客户还需要按月支付服务费。

最终目标是使用更少的材料和自动化生产来提供低成本的经济适用住房。

nLink

如果工厂制造的预制房屋（即在工厂中预先制造好的房屋）要顺利地从生产线上下来，那么机器人技术，特别是nLink公司提供的高精度定位、运动控制和应用控制机器人，将发挥至关重要的作用。

挪威公司的目标是使用机器来替代那些肮脏、危险或乏味的工作，同时这些机器还能优化物料流动。他们的项目包括移动钻孔机器人和机器人吊臂升降机。他们设计了一种钻孔和支架安装机器人，这种机器人能够更换工具并为幕墙紧固支架。

小松（Komatsu）

小松公司成立于1921年，旨在“制造满足社会需求的机器”，如今该公司已成为建筑和采矿设备领域的全球巨头。

在机器人技术方面，该公司的目标是开发智能建筑设备和自动采矿卡车。该公司甚至发明了水下电动推土机，并制作了可以在月球上工作的挖掘机原型。

来源：Build in Digital

http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzIyNDMwMTIzOA==&mid=2247488237&idx=1&sn=adaa3c1ce79423f14525286afb12a836

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