在自動(dòng)化浪潮中，機器人技術(shù)迅速涌入各行各業(yè)，在推動(dòng)行業(yè)轉型升級的同時(shí)，也孕育著(zhù)新的需求。近些年，移動(dòng)機器人也開(kāi)始在建筑行業(yè)中嶄露頭角，為工地注入了新的活力。
建筑業(yè)智能化轉型在即
建筑業(yè)是全球經(jīng)濟中最大的行業(yè)之一，也是自動(dòng)化和數字化轉型步伐最為緩慢的行業(yè)之一。初期的巨額投資、復雜的實(shí)施過(guò)程、高昂的溝通成本以及缺乏特定的建筑工具等，共同導致了建筑行業(yè)自動(dòng)化進(jìn)程的遲滯。
然而，隨著(zhù)勞動(dòng)力結構的變化，人口老齡化對建筑業(yè)等勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)的影響逐漸顯現。根據國家統計局的數據，中國建筑工人數量在七年間減少近1000萬(wàn)人，21歲至30歲的建筑工人比例逐年減少，50歲以上建筑工人的比例逐年增多。這一趨勢不僅導致了建筑行業(yè)的勞動(dòng)力短缺，由于工人年齡的增長(cháng)，工傷的發(fā)生概率也在相應提高。因此，人們迫切需要一種能夠介入這些危險性任務(wù)并填補勞動(dòng)力缺口的解決方案。
在此背景下，機器人在建筑工地上的應用將成為解決途徑之一。這些機器人的優(yōu)勢顯而易見(jiàn)：它們能夠顯著(zhù)降低人力成本和風(fēng)險，提高工作效率和生產(chǎn)力，并實(shí)現工地的自動(dòng)化和智能化。 盡管自動(dòng)化技術(shù)在建筑業(yè)的發(fā)展相對緩慢，但其在建筑業(yè)數字化轉型中發(fā)揮主要作用的時(shí)機已經(jīng)成熟。在企業(yè)、政府和學(xué)術(shù)界的共同努力下，自主移動(dòng)機器人已經(jīng)在建筑、砌筑、拆除、基礎設施等各個(gè)領(lǐng)域得到了應用，為建筑行業(yè)的未來(lái)帶來(lái)了無(wú)限的可能性。
工地智變，移動(dòng)機器人的五大應用場(chǎng)景
移動(dòng)機器人在建筑工地上的應用正迅速改變著(zhù)傳統施工模式。目前，移動(dòng)機器人在建筑工地上主要有五大應用場(chǎng)景：
1.智能搬運及配送
移動(dòng)機器人能夠在工地上運送材料，如磚塊、水泥和其他建筑材料等，減輕工人的負擔并提高效率。由加拿大公司Clearpath Robotics開(kāi)發(fā)的Husky機器人，被廣泛應用于建筑工地上的物流運輸任務(wù)。它能夠攜帶重型建筑材料和設備，通過(guò)自主導航系統按照預定路徑運輸，全程無(wú)需人工干預。
Husky機器人
近期的湖南建工集團麓山實(shí)驗室項目中，行深智能無(wú)人車(chē)被用于在工地上運送文件、材料和工具，工人只需用手機下達指令，無(wú)人車(chē)就會(huì )根據指定路線(xiàn)或智能規劃路線(xiàn)進(jìn)行運送，極大地提高了工地操作的便捷性。
行深智能無(wú)人車(chē)
2.智能巡檢
機器人可在工地上執行定期的安全巡檢，監控設備狀態(tài)和工作環(huán)境，以確保建筑現場(chǎng)的安全。波士頓動(dòng)力的四足機器人Spot就是一個(gè)例子，它常常被用于在建筑工地進(jìn)行安全巡檢和監測工作，并收集相關(guān)數據，以促進(jìn)施工流程和安全管理。
Spot機器人在工地
此外，還有公司開(kāi)發(fā)的安防巡檢機器人可以24小時(shí)不間斷地在指定區域里面進(jìn)行巡邏執法，機器人配備了可見(jiàn)光攝像機、紅外攝像機、氣體傳感器等檢測設備；在提供穩定的視頻監控畫(huà)面的同時(shí)，智能分析基于圖像識別技術(shù)，集成模式識別算法和實(shí)現人臉識別，安全帽佩戴識別、反光衣穿戴檢測、工服檢測、危險區域檢測識別、車(chē)輛識別、入侵檢測等，發(fā)現異常情況及時(shí)預警，實(shí)現安全預警。
3、智能測量
運用傳感器和地圖技術(shù)，移動(dòng)機器人能夠掃描土地表面并繪制地圖，為后續施工提供精準的數據。中建八局三公司與南京工業(yè)大學(xué)合作研發(fā)了一款自行走建筑智能測量機器人，它能夠基于BIM模型實(shí)現自動(dòng)尋徑，并將BIM模型與現場(chǎng)坐標系進(jìn)行智能匹配，選擇最佳坐標對房間信息進(jìn)行全方位測量。碧桂園也有相關(guān)產(chǎn)品。
自行走建筑智能測量機器人
碧桂園測量機器人
4.輔助施工
移動(dòng)機器人還可用于輔助施工工作，比如提供組裝輔助和簡(jiǎn)單施工任務(wù)執行。在這一方面，碧桂園無(wú)疑是走在行業(yè)前列的，截至2022年4月底，碧桂園集團全資子公司博智林機器人公司已有21款建筑機器人投入商業(yè)化應用，其中包括混凝土天花打磨機器人、地面整平機器人、測量機器人、噴涂機器人等多種不同類(lèi)型的機器人，極大地提高了施工效率。
此外，中建八局自主研發(fā)的多種建筑機器人及“蒼穹”系統也已投入一線(xiàn)實(shí)戰，包括橡塑保溫板下料機器人、焊接機器人及工裝、安裝管道螺紋連接自動(dòng)擰緊機具、智能抹灰機器人等，實(shí)現了施工過(guò)程的高度智能化和自動(dòng)化。
瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院研發(fā)了可以自動(dòng)綁扎鋼筋的機器人 in-situ fabricator robot，工程師只需使用設計好的模型數據進(jìn)行預編程，之后該機器人將自動(dòng)構建框架。
in-situ fabricator robot
美國GILBANE公司去年開(kāi)始使用一些移動(dòng)機器人來(lái)提升工作效率，機器人四處行駛并使用360度相機收集圖像，然后，辦公室的工程師和經(jīng)理調出這些圖像，并與GILBANE在計算機上的建筑信息模型進(jìn)行并排比較，以確保工作準確無(wú)誤。當前，該公司的移動(dòng)機器人車(chē)隊有30臺機器人，包括輪式和履帶版本。每臺機器人續航六個(gè)小時(shí)，并且可以將停在最近的基地自主充電。
GILBANE公司應用的移動(dòng)機器人
5.維護和清潔
機器人可以在工地上進(jìn)行定期清潔和維護，確保設備和環(huán)境的良好狀態(tài)。以色列公司天際線(xiàn)機器人研發(fā)的OZMO是一種專(zhuān)為玻璃清潔而設計的機器人，它能夠自動(dòng)爬升和清洗建筑外墻的玻璃。
以色列公司天際線(xiàn)機器人研發(fā)的Ozmo
此外，碧桂園樓層清潔機器人可以在施工現場(chǎng)自動(dòng)執行工作，清理小石塊和灰塵，所過(guò)之處地面變得潔凈如新。
碧桂園樓層清潔機器人
構筑未來(lái)，移動(dòng)機器人在建筑業(yè)的發(fā)展潛力
中國作為建筑大國，擁有全球最大的建筑市場(chǎng)。近年來(lái)，中國在建筑機器人研發(fā)領(lǐng)域持續發(fā)力，但大部分技術(shù)專(zhuān)利還在研發(fā)階段。與此同時(shí)，從全球市場(chǎng)來(lái)看，目前至少有10個(gè)國家已涉足建筑機器人的開(kāi)發(fā)，其中，美國擁有較多的建筑機器人初創(chuàng )企業(yè)，產(chǎn)品類(lèi)型多樣，且產(chǎn)品商業(yè)化進(jìn)程較快，在建筑機器人行業(yè)處于領(lǐng)先地位。
對于國內在移動(dòng)機器人在建筑行業(yè)的未來(lái)發(fā)展，住建部在2022年發(fā)布的《“十四五”建筑業(yè)發(fā)展規劃》中指明了方向。規劃中明確強調要加強新型傳感、智能控制、多機協(xié)同、人機協(xié)作等建筑機器人核心技術(shù)的研究，同時(shí)制定關(guān)鍵技術(shù)標準，形成一批建筑機器人標志性的產(chǎn)品。此外，規劃還鼓勵積極推進(jìn)建筑機器人在生產(chǎn)、施工、維保等環(huán)節的典型應用，重點(diǎn)推進(jìn)與裝配式建筑相配套的建筑機器人應用，以輔助和替代那些“危、繁、臟、重”施工作業(yè)。我國建筑機器人行業(yè)正由萌芽期邁向成長(cháng)期，企業(yè)數量逐漸增多，行業(yè)標準逐步確立，相關(guān)政策法規等輔助配套也開(kāi)始落地。
未來(lái)，建筑業(yè)的持續發(fā)展將取決于多種形式的自動(dòng)化。從數據收集和分析，到現場(chǎng)實(shí)地施工，再到后期安全維護，移動(dòng)機器人的角色將變得愈加關(guān)鍵，它們不僅是簡(jiǎn)單的施工工具，更是建筑領(lǐng)域智能協(xié)作的先鋒。隨著(zhù)科技的飛速發(fā)展和機器人技術(shù)的日益成熟，自主移動(dòng)機器人在建筑領(lǐng)域的應用將迎來(lái)更為廣泛和深入的拓展，我們將目睹機器人在協(xié)同作業(yè)、智能決策等方面的更為出色的表現。
可以看出，伴隨著(zhù)技術(shù)的不斷成熟，移動(dòng)機器人的應用范圍正在不斷擴大。2023年12月12-14日，由CMR產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟主辦的“2023年中國移動(dòng)機器人（AGV/AMR)產(chǎn)業(yè)發(fā)展年會(huì )”將重磅開(kāi)啟，屆時(shí)，移動(dòng)機器人行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)將共聚一堂，探討更多移動(dòng)機器人新技術(shù)以及新應用。
建筑業(yè)智能化轉型在即
工地智變，移動(dòng)機器人的五大應用場(chǎng)景
此外，中建八局自主研發(fā)的多種建筑機器人及“蒼穹”系統也已投入一線(xiàn)實(shí)戰，包括橡塑保溫板下料機器人、焊接機器人及工裝、安裝管道螺紋連接自動(dòng)擰緊機具、智能抹灰機器人等，實(shí)現了施工過(guò)程的高度智能化和自動(dòng)化。
瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院研發(fā)了可以自動(dòng)綁扎鋼筋的機器人 in-situ fabricator robot，工程師只需使用設計好的模型數據進(jìn)行預編程，之后該機器人將自動(dòng)構建框架。
構筑未來(lái)，移動(dòng)機器人在建筑業(yè)的發(fā)展潛力
