在自動化浪潮中，機器人技術(shù)迅速涌入各行各業(yè)，在推動行業(yè)轉(zhuǎn)型升級的同時，也孕育著新的需求。近些年，移動機器人也開始在建筑行業(yè)中嶄露頭角，為工地注入了新的活力。
建筑業(yè)智能化轉(zhuǎn)型在即
建筑業(yè)是全球經(jīng)濟中最大的行業(yè)之一，也是自動化和數(shù)字化轉(zhuǎn)型步伐最為緩慢的行業(yè)之一。初期的巨額投資、復雜的實施過程、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)自動化進程的遲滯。
然而，隨著勞動力結(jié)構(gòu)的變化，人口老齡化對建筑業(yè)等勞動密集型產(chǎn)業(yè)的影響逐漸顯現(xiàn)。根據(jù)國家統(tǒng)計局的數(shù)據(jù)，中國建筑工人數(shù)量在七年間減少近1000萬人，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)的勞動力短缺，由于工人年齡的增長，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并填補勞動力缺口的解決方案。
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：它們能夠顯著降低人力成本和風險，提高工作效率和生產(chǎn)力，并實現(xiàn)工地的自動化和智能化。 盡管自動化技術(shù)在建筑業(yè)的發(fā)展相對緩慢，但其在建筑業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型中發(fā)揮主要作用的時機已經(jīng)成熟。在企業(yè)、政府和學術(shù)界的共同努力下，自主移動機器人已經(jīng)在建筑、砌筑、拆除、基礎設施等各個領(lǐng)域得到了應用，為建筑行業(yè)的未來帶來了無限的可能性。
工地智變，移動機器人的五大應用場景
移動機器人在建筑工地上的應用正迅速改變著傳統(tǒng)施工模式。目前，移動機器人在建筑工地上主要有五大應用場景：
1.智能搬運及配送
移動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。它能夠攜帶重型建筑材料和設備，通過自主導航系統(tǒng)按照預定路徑運輸，全程無需人工干預。
Husky機器人
近期的湖南建工集團麓山實驗室項目中，行深智能無人車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，無人車就會根據(jù)指定路線或智能規(guī)劃路線進行運送，極大地提高了工地操作的便捷性。
行深智能無人車
2.智能巡檢
機器人可在工地上執(zhí)行定期的安全巡檢，監(jiān)控設備狀態(tài)和工作環(huán)境，以確保建筑現(xiàn)場的安全。波士頓動力的四足機器人Spot就是一個例子，它常常被用于在建筑工地進行安全巡檢和監(jiān)測工作，并收集相關(guān)數(shù)據(jù)，以促進施工流程和安全管理。
Spot機器人在工地
此外，還有公司開發(fā)的安防巡檢機器人可以24小時不間斷地在指定區(qū)域里面進行巡邏執(zhí)法，機器人配備了可見光攝像機、紅外攝像機、氣體傳感器等檢測設備；在提供穩(wěn)定的視頻監(jiān)控畫面的同時，智能分析基于圖像識別技術(shù)，集成模式識別算法和實現(xiàn)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(qū)域檢測識別、車輛識別、入侵檢測等，發(fā)現(xiàn)異常情況及時預警，實現(xiàn)安全預警。
3、智能測量
運用傳感器和地圖技術(shù)，移動機器人能夠掃描土地表面并繪制地圖，為后續(xù)施工提供精準的數(shù)據(jù)。中建八局三公司與南京工業(yè)大學合作研發(fā)了一款自行走建筑智能測量機器人，它能夠基于BIM模型實現(xiàn)自動尋徑，并將BIM模型與現(xiàn)場坐標系進行智能匹配，選擇最佳坐標對房間信息進行全方位測量。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
移動機器人還可用于輔助施工工作，比如提供組裝輔助和簡單施工任務執(zhí)行。在這一方面，碧桂園無疑是走在行業(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(tǒng)也已投入一線實戰(zhàn)，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擰緊機具、智能抹灰機器人等，實現(xiàn)了施工過程的高度智能化和自動化。
瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學院研發(fā)了可以自動綁扎鋼筋的機器人 in-situ fabricator robot，工程師只需使用設計好的模型數(shù)據(jù)進行預編程，之后該機器人將自動構(gòu)建框架。
in-situ fabricator robot
美國GILBANE公司去年開始使用一些移動機器人來提升工作效率，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(diào)出這些圖像，并與GILBANE在計算機上的建筑信息模型進行并排比較，以確保工作準確無誤。當前，該公司的移動機器人車隊有30臺機器人，包括輪式和履帶版本。每臺機器人續(xù)航六個小時，并且可以將停在最近的基地自主充電。
GILBANE公司應用的移動機器人
5.維護和清潔
機器人可以在工地上進行定期清潔和維護，確保設備和環(huán)境的良好狀態(tài)。以色列公司天際線機器人研發(fā)的OZMO是一種專為玻璃清潔而設計的機器人，它能夠自動爬升和清洗建筑外墻的玻璃。
以色列公司天際線機器人研發(fā)的Ozmo
此外，碧桂園樓層清潔機器人可以在施工現(xiàn)場自動執(zhí)行工作，清理小石塊和灰塵，所過之處地面變得潔凈如新。
碧桂園樓層清潔機器人
構(gòu)筑未來，移動機器人在建筑業(yè)的發(fā)展?jié)摿?/strong>
中國作為建筑大國，擁有全球最大的建筑市場。近年來，中國在建筑機器人研發(fā)領(lǐng)域持續(xù)發(fā)力，但大部分技術(shù)專利還在研發(fā)階段。與此同時，從全球市場來看，目前至少有10個國家已涉足建筑機器人的開發(fā)，其中，美國擁有較多的建筑機器人初創(chuàng)企業(yè)，產(chǎn)品類型多樣，且產(chǎn)品商業(yè)化進程較快，在建筑機器人行業(yè)處于領(lǐng)先地位。
對于國內(nèi)在移動機器人在建筑行業(yè)的未來發(fā)展，住建部在2022年發(fā)布的《“十四五”建筑業(yè)發(fā)展規(guī)劃》中指明了方向。規(guī)劃中明確強調(diào)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(guī)劃還鼓勵積極推進建筑機器人在生產(chǎn)、施工、維保等環(huán)節(jié)的典型應用，重點推進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期，企業(yè)數(shù)量逐漸增多，行業(yè)標準逐步確立，相關(guān)政策法規(guī)等輔助配套也開始落地。
未來，建筑業(yè)的持續(xù)發(fā)展將取決于多種形式的自動化。從數(shù)據(jù)收集和分析，到現(xiàn)場實地施工，再到后期安全維護，移動機器人的角色將變得愈加關(guān)鍵，它們不僅是簡單的施工工具，更是建筑領(lǐng)域智能協(xié)作的先鋒。隨著科技的飛速發(fā)展和機器人技術(shù)的日益成熟，自主移動機器人在建筑領(lǐng)域的應用將迎來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(xiàn)。
可以看出，伴隨著技術(shù)的不斷成熟，移動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年中國移動機器人（AGV/AMR)產(chǎn)業(yè)發(fā)展年會”將重磅開啟，屆時，移動機器人行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)將共聚一堂，探討更多移動機器人新技術(shù)以及新應用。
建筑業(yè)智能化轉(zhuǎn)型在即
工地智變，移動機器人的五大應用場景
此外，中建八局自主研發(fā)的多種建筑機器人及“蒼穹”系統(tǒng)也已投入一線實戰(zhàn)，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擰緊機具、智能抹灰機器人等，實現(xiàn)了施工過程的高度智能化和自動化。
瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學院研發(fā)了可以自動綁扎鋼筋的機器人 in-situ fabricator robot，工程師只需使用設計好的模型數(shù)據(jù)進行預編程，之后該機器人將自動構(gòu)建框架。
構(gòu)筑未來，移動機器人在建筑業(yè)的發(fā)展?jié)摿?/strong>
