在當(dāng)今的建筑行業(yè)中，從便攜式電動(dòng)工具到巨型礦用卡車，機(jī)器人和自主技術(shù)正在不斷涌現(xiàn)。

Built Robotics 進(jìn)行售后機(jī)器人升級(jí)（圖片來源：Built Robotics）

雖然遠(yuǎn)程控制是一項(xiàng)成熟的技術(shù)，但人工智能 (AI)、激光雷達(dá)（光探測(cè)和雷達(dá)）、新軟件的加入以及計(jì)算能力的大幅提升有望帶來巨大的變化——與 GPS 機(jī)器的引入一樣大，甚至更大控制20多年前。

根據(jù)設(shè)備 OEM 的說法，自主和半自主建筑機(jī)械將通過創(chuàng)造新的生產(chǎn)力、質(zhì)量和安全水平從根本上改變行業(yè)，并迎來新一代精通數(shù)字化的建筑工人。

Built Robotics 的通信總監(jiān) Erol Ahmed 說：“與 GPS 機(jī)器控制一樣，推動(dòng)這場(chǎng)革命的是經(jīng)濟(jì)性。你挖掘得更多，花費(fèi)更少，該公司為挖掘機(jī)進(jìn)行售后機(jī)器人升級(jí)。再加上安全優(yōu)勢(shì)、一名工人完成更多高價(jià)值工作的能力，以及在危險(xiǎn)環(huán)境中的操作，你就有了一個(gè)成功的組合。＂

什么是自主建設(shè)？

自主性是從二十年前為 GPS 機(jī)器控制開發(fā)的技術(shù)發(fā)展而來的，但它正在進(jìn)一步發(fā)展。通過機(jī)器控制，操作員每天仍需做出數(shù)十項(xiàng)決定。自治正在發(fā)展，以使機(jī)器能夠做出更多此類決策。

Trimble 總經(jīng)理 Scott Crozier 說：“下一步是開發(fā)先進(jìn)的軟件，將更高水平的感知和智能集成到產(chǎn)品中。我們實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的方式是不斷提高援助水平。”

自主從構(gòu)建 GPS 機(jī)器控制的技術(shù)發(fā)展而來（圖片來源：Trimble）

克羅齊爾說：“協(xié)助所需的內(nèi)容取決于機(jī)器和工作。壓實(shí)機(jī)執(zhí)行相對(duì)簡單的操作，而礦用卡車可以輕松地沿著預(yù)先編程的路徑從裝載區(qū)到垃圾場(chǎng)。但更復(fù)雜的機(jī)器和任務(wù)將需要大量軟件來提供使這些有用的智能和感知系統(tǒng)。”

Trimble 自動(dòng)駕駛解決方案業(yè)務(wù)領(lǐng)域總監(jiān) Finlay Wood 補(bǔ)充說：“我們正在承擔(dān)更多運(yùn)營商必須考慮的事情，并將這些事情自動(dòng)化，所有這些事情都需要經(jīng)驗(yàn)豐富的運(yùn)營商多年才能擅長。我們的目標(biāo)是通過幫助他們?cè)跈C(jī)器上以及在現(xiàn)場(chǎng)級(jí)別做出這些決定，讓沒有經(jīng)驗(yàn)的操作員像優(yōu)秀的操作員一樣工作。”

自動(dòng)化流程的好處

通過機(jī)器控制，您可以精確挖掘以進(jìn)行平整。通過自主或半自主操作，您不僅可以挖掘到數(shù)字站點(diǎn)計(jì)劃中詳細(xì)說明的等級(jí)，而且可以以完美的效率進(jìn)行挖掘——每一桶、每一次、每一天；沒有失敗，疲勞，中斷或注意力不集中。

Crozier 說：“一個(gè)有才華的操作員可能會(huì)快速幾個(gè)小時(shí)。但如果你在更長的時(shí)間內(nèi)這樣做，你會(huì)發(fā)現(xiàn)自動(dòng)化過程可能會(huì)表現(xiàn)得更好。”

在建筑中，周期時(shí)間會(huì)影響從生產(chǎn)力到燃料消耗和機(jī)器折舊的方方面面。優(yōu)化的、自主的或半自主的挖掘循環(huán)將通過即時(shí)分析然后優(yōu)化從挖掘地面的鏟斗的幾何形狀到液壓泵的載重量再到發(fā)動(dòng)機(jī)在扭矩范圍內(nèi)的位置的每個(gè)變量，從而超越手動(dòng)控制。

機(jī)器周圍的位置傳感器帶有數(shù)字安全網(wǎng)格，它可以 24/7 全天候以最高速度挖掘和傾倒，而不必?fù)?dān)心意外撞到附近的卡車或建筑物。

事實(shí)上，當(dāng)今建筑工地面臨的許多運(yùn)營挑戰(zhàn)都可以在沒有復(fù)雜且昂貴的基于人工智能的解決方案的情況下得到解決。“相反，我們的重點(diǎn)是構(gòu)建以最簡單可行的方式解決實(shí)際問題的產(chǎn)品——無論是通過創(chuàng)建由云技術(shù)支持的工作流，還是使用激光雷達(dá)點(diǎn)云和數(shù)碼相機(jī)來區(qū)分建筑物和庫存。”Crozier 說。

Crozier 補(bǔ)充說，隨著行業(yè)希望降低排放和提高可持續(xù)性，更多電池供電的機(jī)器開始發(fā)揮作用，優(yōu)化性能將變得更加重要。

他說：“你想盡可能高效地利用這種力量。我們將看到智能自動(dòng)化發(fā)揮作用，通過電池充電實(shí)現(xiàn)最大的工作輸出。”

建筑中的機(jī)器人

列支敦士登跨國公司喜利得公司測(cè)量和機(jī)器人業(yè)務(wù)部經(jīng)理Aidan Maguire說，機(jī)器人技術(shù)的理想是將一項(xiàng)繁瑣、重復(fù)或具有高健康和安全風(fēng)險(xiǎn)的任務(wù)，加入一定程度的自動(dòng)化，讓機(jī)器人接管艱巨和重復(fù)的任務(wù)。

Hilti 的 Jaibot 承擔(dān)了一些施工中最繁瑣的任務(wù)，并且可以在工作時(shí)編譯竣工數(shù)據(jù)（圖片來源：Hilti）

在混凝土中進(jìn)行高架鉆孔就是這樣一項(xiàng)任務(wù)，但是任何使工人在人體工程學(xué)上處于尷尬位置或難以到達(dá)區(qū)域的任何事情都有可能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。Hilti 的半自動(dòng) Jaibot 旨在做到這一點(diǎn)，并且可以對(duì)其進(jìn)行編程，以遵循詳細(xì)說明需要在哪里進(jìn)行鉆孔或工作的數(shù)字計(jì)劃。

“我們已經(jīng)自動(dòng)化了應(yīng)用程序中的步驟，我們可以在這些步驟中實(shí)現(xiàn)最大的生產(chǎn)力提升，例如定位鉆孔和標(biāo)記錨點(diǎn)。”Maguire 說：“我們還在學(xué)習(xí)如何讓建筑項(xiàng)目對(duì)機(jī)器人更加友好。”

Hilti 正在繼續(xù)為 Jaibot 添加更多現(xiàn)場(chǎng)情報(bào)，使其能夠分析情況并確定鉆孔點(diǎn)何時(shí)可能會(huì)受到干擾或可能無法鉆孔的位置，例如金屬甲板的傾斜部分或鋼筋撞擊的情況.“此時(shí)，操作員可以利用他們的施工知識(shí)說，'是的，我對(duì)所有這些動(dòng)作都很滿意，繼續(xù)鉆探。'”Maguire 說。

采礦是這項(xiàng)技術(shù)的早期采用者。SafeAI 創(chuàng)始人 Bibhrajit Halder 證實(shí)：“采礦業(yè)使用自主技術(shù)已經(jīng)有 20 多年了，但我們已經(jīng)在這項(xiàng)技術(shù)的第一次迭代中走得更遠(yuǎn)了。”

他補(bǔ)充說第二代是人工智能驅(qū)動(dòng)的、多功能的和可擴(kuò)展的，將為采礦業(yè)帶來有意義的、廣泛的變化。

今年 3 月，SafeAI 宣布正在與澳大利亞公司 Position Partners 合作，為多元化的采礦和承包集團(tuán) MACA 改裝 100 輛混合車隊(duì)，以打造澳大利亞最大的自動(dòng)重型設(shè)備車隊(duì)之一。SafeAI 創(chuàng)建了一個(gè)與機(jī)器無關(guān)的軟件包，可以添加到任何機(jī)器上，從滑移轉(zhuǎn)向到采礦卡車。

MACA 估算和技術(shù)服務(wù)部總經(jīng)理 Shane Clark 說：“這項(xiàng)技術(shù)改變了我們的業(yè)務(wù)、客戶和行業(yè)的游戲規(guī)則。SafeAI 的解決方案對(duì)現(xiàn)場(chǎng)安全、效率和成本效益具有深遠(yuǎn)的影響。”

五年前與 Stephen Muck 共同創(chuàng)立了 Advanced Construction Robotics 的 Jeremy Searock 說：“第一次工業(yè)革命發(fā)生在 100 多年前，我們絕對(duì)處于以機(jī)器人技術(shù)和人工智能為中心的新工業(yè)革命的開端。”

他們公司的第一個(gè)產(chǎn)品是 TyBot，這是一種自動(dòng)鋼筋捆扎機(jī)，用于大型水平應(yīng)用，如橋面和混凝土平板工程。正在開發(fā)中的是另一款能夠在水平應(yīng)用中系鋼筋的機(jī)器人和 IronBot，它將拾取較長的鋼筋并將它們隔開在網(wǎng)格上。

TyBot，一種自動(dòng)鋼筋捆扎機(jī)（圖片來源：Advanced Construction Robotics）

如何解決建筑的技能短缺

Searock 說：“由于勞動(dòng)力短缺，唯一的選擇就是讓一個(gè)人更有效率，這就是機(jī)器人所做的。通過使用機(jī)器人，一個(gè)人可以完成整個(gè)工作人員的工作。目標(biāo)不是減少員工人數(shù)，而是讓工作中的每個(gè)人都有機(jī)會(huì)執(zhí)行更高價(jià)值的任務(wù)。”

Wood說：”自動(dòng)化將改變建筑世界，使其更接近當(dāng)今年輕人所擁有的技能。您經(jīng)驗(yàn)豐富的操作員永遠(yuǎn)不會(huì)消失。但機(jī)器人技術(shù)和自主性將使年輕人更容易獲得工作。”

Crozier 說：“將會(huì)有一個(gè)轉(zhuǎn)變，但不會(huì)減少人。可能不是機(jī)器操作員，而是由電網(wǎng)操作員管理多臺(tái)機(jī)器。網(wǎng)絡(luò)安全技能將變得更加重要，診斷和解決數(shù)字問題的能力也將變得更加重要。這些工人的薪水可能會(huì)更高，而且招聘率也會(huì)更高，因?yàn)樗麄儽葐蝹€(gè)操作員只使用一臺(tái)機(jī)器提供更多的價(jià)值。”

Hilti的 Maguire 說：“必須提高數(shù)字素養(yǎng)。我們會(huì)自然而然地在新一代中看到它。但新一代不能拋棄過去的知識(shí)和最佳實(shí)踐，因?yàn)橛行褂萌魏渭夹g(shù)都需要這些核心技能。我們必須找出承包商將這兩個(gè)世界結(jié)合在一起的最佳方式。”

毫無疑問，機(jī)器人設(shè)備操作員是未來建筑業(yè)的工作之一，即使需要的時(shí)間比最初想象的要長，機(jī)器人和自動(dòng)化對(duì)建筑的影響也只會(huì)繼續(xù)增長。