機器人能否取代建筑工人？

——各國建筑機器人盤點

核心提示：在我國“人口紅利”消失殆盡后，如何依然能讓國民經(jīng)濟保持高增長？人員成本高企，讓建筑企業(yè)風險高的問題更加突出。因此機器人走到了臺前，砌墻機器人、施工機器人、焊接機器人……多工種且身手不凡的機器人在建筑領(lǐng)域揮灑自如。下面讓我們來盤點一下全球著名的建筑機器人，看看機器人究竟能否取代建筑工人。

中國：河北建工集團的板材安裝建筑機器人

“板材安裝建筑機器人”是河北工業(yè)大學與河北建工集團共同承擔的國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃(863計劃)課題“板材安裝室內(nèi)裝修機器人系統(tǒng)研究”的科技成果。

目前的建筑機器人都是遙控操作的機器，而且所需的標準預(yù)制件，像墻體、桁架等是通用的，不過這也意味著需要把這些裝配組件從組裝工廠運輸至建筑工地，從而增加了碳足跡，而且萬一零件出現(xiàn)或者發(fā)現(xiàn)錯誤，很容易延誤工期。河北建工的板材安裝室內(nèi)裝修機器人系統(tǒng)主要針對室內(nèi)大尺寸、大質(zhì)量板材干掛安裝工藝而開發(fā)，該系統(tǒng)可以滿足大型場館、樓堂殿宇、火車站與機場等裝飾用大理石壁板、玻璃幕墻、天花板等的安裝作業(yè)需求。此機器人系統(tǒng)進行板材安裝作業(yè)時無需搭建腳手架，由兩名操作工人即可完成大范圍的移動作業(yè)。

瑞典：支持建筑廢料回收的拆除機器人

對于大的建筑來說，爆破拆解是一個不錯的選擇。不過整個過程相當費勁，而且不利于部分資源的回收：一座大樓倒下后，拆除大隊會動用推土機、拆遷機來完成剩下的工作，最后用大卡車把這些建筑廢料送到一個不知名的地方扔掉。針對這種情況，瑞典于默奧設(shè)計學院的Omer Haciomeroglu專門設(shè)計了一款名叫ERO的混凝土拆除機器人，它可以讓整個拆除過程變得更加環(huán)保。

ERO機器人隊伍進入建筑物內(nèi)部以后，它們會使用一套由大板大學研制的全方位跟蹤系統(tǒng)，確保多臺機器之間的協(xié)調(diào)工作。對于單個機器人來說，它會先掃描整個墻面，算出清除路徑，然后開始相應(yīng)的拆除工作。EROS使用高壓水槍把混凝土破壞和粉碎，最后剩下的就是有點銹斑的鋼筋。整個過程看起來像被逐層擦掉一樣。與此同時，機械頭還有強大的吸力回收裝置，能夠在擊穿墻面的同時把廢水廢料吸到體內(nèi)。隨后這些廢水廢料會被機器里面離心系統(tǒng)分類，水泥廢料會被包裝起來，并送到附近的水泥廠處理，而廢水則循環(huán)再用。

美國：“白蟻”建筑機器人

這組機器人可以用泡沫磚搭建建筑，例如城墻、金字塔等。它們會自主搭建自己的樓梯，然后爬到更高的地方繼續(xù)工作。想象一下，一隊機器人可以自主地建立結(jié)構(gòu)式的建筑，也可以和工人協(xié)調(diào)工作，無需監(jiān)管或預(yù)先確定的角色。

研究者們花了四年時間開發(fā)一組的小機器人，他們可以自主地建立復雜的三維結(jié)構(gòu)。每個機器人可兼職其隊友的建設(shè)任務(wù)，但沒有規(guī)定各自的作用，這意味著如果一個機器人休息或者已經(jīng)離開，也不會影響整體結(jié)構(gòu)的進展。每個機器人配備了傳感器檢測其路徑上的磚或另一個機器人的存在。如果機器人的感知到這里已經(jīng)有磚塊了，它可以移動到下一個位置繼續(xù)工作。

機器人沿著程序設(shè)定的路線移動，基于特定的結(jié)構(gòu)，他們會遵循設(shè)定好的“交通規(guī)則”。“交通只能在相鄰的兩個點之間的任何一個方向流動，使一個機器人和材料通過結(jié)構(gòu)流，”設(shè)計者說，“安全檢查包括機器人看著周圍環(huán)境與自身情況，觀察磚塊的情況，在局部地區(qū)確保滿足一定的條件。”這種類型的集體智慧也意味著相同的指令可以通過一個小團隊的五個機器人進行的，或一個更大的500名團隊。在未來，類似的機器人系統(tǒng)可用于建設(shè)為對人類來說太危險的項目，比如火星上簡單的建設(shè)任務(wù)。

瑞士：ROB在紐約市建造的Pike Loop磚墻樣板

由瑞士建筑師Gramazio & Kohler在瑞士聯(lián)邦理工學院研制的機器人用在建筑方面，能生產(chǎn)實際尺寸所需要的建材。

ROB曾在美國紐約一個展覽會現(xiàn)場直接表演其建筑功力，即以紐約市的Pike Street做為基地，代號ROB的機器人給世人的眼前砌成一道磚墻。此外，2008年威尼斯建筑雙年展期間，ROB曾經(jīng)建造出以“Structural Oscillations”為名的裝置參展，大受好評且獲獎。

德國：機器人制造landesgartenschau展廳

德國斯圖加特大學的教員和職工，在幾個自動化公司的支持下，想打造一個引人矚目同時又符合審美要求的展覽廳，這種復雜的建筑只能在機器人的幫助下建造。整個建筑組裝共花費了3個星期，這個時間對于LaGa這樣尺寸和結(jié)構(gòu)的建筑來說已相當短。

建筑機器人應(yīng)用協(xié)會聯(lián)合創(chuàng)辦人Johannes Braumann表示，當前自動化很大程度上已經(jīng)繞過了建筑設(shè)計和制造。軟件已經(jīng)被用于計劃、管理和完成項目，但是其還沒有達到可以幫助建造像LaGa這樣的建筑所需的數(shù)據(jù)粒度或者是系統(tǒng)集成的程度。

最終243塊互不相同的亞毫米級的山毛櫸膠合板組成了這座流動的網(wǎng)格型建筑。Kuka公司提供的7軸機器人協(xié)助加工所有零件總共7356個指狀接頭的坡口，這給了LaGa足夠的剛度而不需任何支撐。

機器人將如何與建筑產(chǎn)業(yè)更好的融合？

如今，隨著越來越多的機器人引入及合作，對于機器人的發(fā)展和建筑學拓展都將帶來深遠的影響。制造商和用戶都需要重新考慮系統(tǒng)能做什么，設(shè)計師也需要知道機器人可以怎樣幫助他們進行設(shè)計。“當把建筑拆分成單獨的零件進行制造時，再復雜的結(jié)構(gòu)也能做出來。”業(yè)內(nèi)專家表示，“當建筑師的創(chuàng)造力和機器人的靈活性結(jié)合起來后，建造獨一無二的建筑將變得更容易。”

（來源：建筑時報）