建築機器人指用於建築工程方面的工業機器人,其機種較多,按其共性技術可歸納為三種:操作高技術、節能高技術和故障自行診斷技術。隨著機器人技術的發展,高可靠性、高效率的建築機器人已經進入市場,可代替人類從事複雜性和危險性較高的是作業,具備廣闊的發展和應用前景。
目前,全球市場存在一個共性,即建築工人短缺,所以建築機器人的崛起對城市建築中的應用有積極的意義。基於建築工程的多樣性、精緻性、複雜性和危險性,建築機器人代替建築工人從事“危、繁、髒、重”的工作,保障人員安全,有助於推動建築工業新變革。讓機器人幫你“搬磚”,不再是幻想。
人工智慧諮詢公司Tractica稱,在長期依賴體力勞動之後,建築行業“面臨顛覆的時機已經成熟”。報告的摘要寫道:“越來越多的建築公司開始使用機器人來解決勞動力短缺問題,並從提高速度、效率、安全和利潤中獲益。”越來越多的建築公司正在整合機器人,以解決勞動力短缺問題,並從提高速度、效率、安全和利潤中獲益。機器人開始執行各種建築任務,有望改變工業建造房屋、建築和其他基礎設施的方式。
以日本最為領先,建築機器人的開發應用始於20世紀80年代, 南韓、美國、德國、西班牙等的建築機器人相繼發展迅速。而且目前對於極限環境下智慧建造(NASA)也越來越被重視。建築機器人應用在四個方面:設計、建造、破拆、運維。設計方面,主要指Autodesk,目前一直在籌劃如何讓機器人來代替CAD,成為設計師的合作伙伴,而不是單純滿足於成為設計師的輔助工具。建造方面是建築機器人需求量最大的一部分,涉及到所有工藝的機械化、自動化與智慧化。分為工廠和現場兩個領域。運維方面是建築機器人的永續性應用領域,涉及到管道檢測、安防、清潔、管理等眾多執行維護的場合。破拆方面是除了爆破以外,未來大型建築的破拆、資源再利用將是未來巨量建築的一個難題,機器人將派上用場。
接下來介紹幾家全球重點建築機器人企業:
1、挪威 nLink:鑽孔移動機器人
挪威 nLink的移動機器人專為解決鑽孔問題而設計,適用於各種建築工地環境。他們使用成本相對低廉的標準化元件進行生產,作業系統則完全由自己設計。與現有的工業機器人控制系統相比,系統更友好,工人們只需經過簡單培訓,就可以通過ipad來遙控機器人了。
目前租用他們機器人一天的花費大概為2000美金。在各種實際操作中,挪威 nLink比傳統的人工方式普遍能快5-10倍。
2、澳洲 Fastbrick Robotics
澳洲科技公司 Fastbrick Robotics 設計 3D 建築機器人 Hadrian X,工作效率是人工的 4 倍。24 小時連續工作的話, Hadrian X 兩天內就可以建好一座房子。它可以讀懂圖紙,通過 3D 掃描技術,精確地計算出每一塊磚頭的位置,比建築工人精準不少。
3、美國 ConstructionRobotics
位於紐約維克多Construction Robotics公司,在科羅拉多州恩格爾伍德市的一個建築工地上,工人們花了幾周時間學習如何操作砌磚機器人SAM(半自動泥水匠,Semi-Automated Mason)。該機器人價值40萬美元(約253萬元),能在8小時內砌好3000塊磚石,是普通工人工作量的數倍。
但 SAM 並非完全無需人力支援,建築工人仍需將磚塊運送到輸送帶上,然後 SAM 才能以機械手臂將砂漿打漿,再把磚塊放到牆上。而另一個建築工人需要清理多餘的砂漿,所以暫時也不會導致工人無工可做。
4、日本清水建設
1982年,日本建築公司清水建設“鋼骨架噴塗耐火覆蓋材料的SSR—Ⅰ型機器人”曾是世界上第一臺實際應用於建築施工的機器人。之前公開了一處實驗設施,那裡彙集了一批將 “上崗” 的建築機器人,包括自動焊接的 “焊接機器人” 和安裝天花板的 “天花板施工機器人”。
除上述簡單提及的移動機器人、鑽孔機器人、砌磚機器人、焊接機器人以外,建築機器人還有牆體砌築機器人、牆/地面施工機器人、清拆/清運作業機器人、3D列印建築機器人、飛行建造機器人系統等,應用領域廣泛,分類也比較多。
Tractica預測,對建築機器人日益增長的興趣將推動市場收入從2018年的2270萬美元增加到2025年的2.26億美元。在此期間,全球將部署7000多臺建築機器人,以執行各種建築和拆除任務。就單位出貨量而言,最大的市場將是建築工地上使用的機器人助手,其次是基礎設施機器人、結構機器人和精加工機器人。
資深分析師GlennSanders表示:“在建築機器人行業的早期階段,有幾家公司提供產品出售或租賃。目前可供使用的機器人主要有拆除機器人、砌磚機器人、鑽孔機器人、3D印表機器人和鋼筋綁紮機器人,以及一些外骨骼和用於起重的輔助機器人。中型和大型建築公司正開始採用這些機器人來解決與勞動力短缺、安全、速度、精度以及與建築自動化和建築資訊建模(BIM)整合有關的問題。”
建築機器人是支撐智慧建造的重要裝備,作為支撐建築產業未來的建築機器人,越來越得到業內的廣泛關注。預計在未來幾年,機器人在建築領域的應用將以更快的速度、更高的效率、安全性和更大的利潤迅速擴張。
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