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建築工不足 機器人上崗

2018-05-05 11:32:49 AM

日本的建築業麵臨著勞動力短缺的問題。為此,日本清水建設公司23日向外界展示了包括焊接機器人(Robo Welder)和巴迪機器人(Robo Buddy)在內的幾款建築機器人,其中一個機器人已經在建築工地上應用。


盡管這些機器人“身懷絕技”,但基於建築工程的多樣性、精致性和複雜性,機器人目前僅能處理全部建築工程工作量的1%,借助機器人“實現建築行業徹底變革”的說法為時尚早。


編譯、圖/廣州日報全媒體記者溫俊華


已進駐建築工地:為了安全 隻上“夜班”


在這幾款機器人中,把木板搬進電梯的機器人已首先進駐建築工地使用,但出於安全和監管方麵的考慮,機器人的使用被限製在人類工人下班後的夜班。


在扭螺栓的場景中,扭螺栓機器人展示了它們的優勢。人類工人必須用一隻手和頭來支撐木板,把螺栓含在嘴裏,並用另一隻手握著扳手,才能將一塊木板固定在相應的位置。巴迪機器人看起來就輕鬆得多:它使用吸盤來拾取一塊木板,在傳感器的幫助下把木板準確地放置在相應位置,同時旋轉機械臂,將木板用螺栓固定,扭完一處螺栓移動到下一個點重複操作。


清水建設公司預計,如果展示的機器人都能順利工作,未來它們所執行的每項任務所需的工人數量都可以比目前減少1/3或1/4。


期待徹底變革:目前僅能夠處理工作量的1%


此前,澳大利亞砌磚機器人“哈德良”麵世時,就有建築機器人將“實現建築行業徹底變革”的呼聲。但清水建設公司執行總裁Masahiro Indo認為,這個判斷過於樂觀。他指出,建築工程多樣複雜,機器人目前僅能夠處理全部建築工程工作量的1%。目前,對建築行業來說,試圖讓機器人處理建築工程工作量的10%已是極大的挑戰,而且還麵臨成本過高的風險。


他解釋說,雖然機器人應用在製造業特別是汽車工廠中很常見,但相比之下,建築工地使用的機器人必須四處走動,雖然它們執行的任務多數也是重複的,但它們仍須因應建築物的不同設計,來應對不平坦的地麵和曲折的行走路線。


機器人未來:向工業傾斜


其他建築機器人


盡管如此,清水建設公司認為,機器人在建築工地,特別是城市建築中的應用仍有積極的意義,因為城市建築多為高層建築,每個樓層的建設工作基本上是重複的,使用機器人可緩解建築工人短缺,幫助減少建築安全風險。


目前,在使用德國庫卡機器人公司製造的機器人的基礎上,清水建設公司也正在開發自己的人工智能係統。目前,日本大部分機器人項目的研發都集中在娛樂和陪伴機器人上,比如軟銀公司的“胡椒”(搞清潔、做飯還會談話)和豐田公司的Kiribo Mini(主打情感陪伴)。但日本相關官員已在多個場合表示,將把開發用於工業的機器人作為國家的優先事項。


山姆100:一小時砌400塊磚


砌磚機器人山姆100由美國的建築機器人公司研發,能在一小時內砌好300~400塊磚,每天能砌3000塊磚,速度是普通砌磚工人的5~6倍。目前,山姆100已經製造出商業版本,每套售價約50萬美元。


整套山姆100係統包括傳送帶、砂漿泵、噴嘴和機械臂。磚塊運到機械臂時就已經由噴嘴抹好了水泥,機械臂隻需將磚壘起來就行。其原理是利用一組算法,測量機械臂的傾斜角度、速度和方向,利用傳感器感應位置,利用激光作為機器臂的錨點,引導機器臂在工作空間的極左和極右兩側之間上下左右移動。


山姆100係統最適用於建築大麵積的平牆,這些平牆常見於大學、醫院和其他大型建築項目中。但山姆100也勝任某些精細建築,比如它可以依照圖像的像素化地圖,在牆上用磚頭築出公司的標誌,還可以將磚塊在牆上打入或凸出約半英寸,形成一個有紋理外觀的牆麵。


但山姆100是半自動係統,運作時還需要兩位工人幫忙,一位工人負責將磚塊放上傳送帶,另一位工人負責抹掉牆上多餘的水泥。


“哈德良”:兩天能建一棟住宅


全自動砌磚機器人“哈德良”原型由澳大利亞工程師馬克·皮瓦茨在2015年研發,並發展為“哈德良X”。它可以一天24小時不間斷工作,每小時能砌1000塊磚,兩天內就能砌完一棟房子。


“哈德良X”采用三維計算機輔助設計(CAD)來計算房子的形狀和結構,能夠3D掃描周圍環境,精確地計算出每一塊磚頭的位置,然後用28米長的伸縮臂拿起磚頭,用壓力擠出砂漿或膠粘劑,塗在待黏結的磚塊上,按順序放置磚塊;它還可以裁切磚塊,並為電線和水管預留位置。“哈德良X”被安裝在卡車背上,能夠在建築工地內自由行動。 


但“哈德良X”仍處於研發原型階段,未能生產出商業版本。


未來進展:T-HR3


豐田汽車公司的第三代人形仿生機器人“T-HR3”被認為是下一個能應用在建築工地的機器人。


T-HR3機器人高154厘米,重75千克,擁有29個機身部件,部件能夠在多個軸上移動,可以執行複雜的動作。控製者通過控製力量的扭矩伺服模塊以及主控係統,能讓T-HR3做出與控製者相同的動作,在展示中,T-HR3能根據操控精確地構建樂高模型。T-HR3未來可在家中、在建築工地、在災區和醫療機構協助人類工作。