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人工智能新方向！行業(yè)呼喚建筑機(jī)器人

2021-03-30 18:02:49 來(lái)源：

在今年有關(guān)權(quán)威文件已明確指出，要堅(jiān)持創(chuàng)新引領(lǐng)發(fā)展，培育壯大新動(dòng)能;要圍繞推動(dòng)制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，推動(dòng)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)改造提升;要促進(jìn)新興產(chǎn)業(yè)加快發(fā)展，深化大數(shù)據(jù)、人工智能等研發(fā)應(yīng)用。多位權(quán)威人士建議，大力推進(jìn)智能制造，積極利用人工智能、大數(shù)據(jù)了解用戶需求、優(yōu)化生產(chǎn)，將中國(guó)制造推向智能化、高端化、市場(chǎng)化。

作為傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的典型代表，2018年中國(guó)建筑業(yè)總產(chǎn)值達(dá)23.5萬(wàn)億元，同比增長(zhǎng)9.9%，但眼下勞動(dòng)力短缺、勞動(dòng)生產(chǎn)力率低、工作環(huán)境較差等問(wèn)題突出，工人施工技術(shù)的良莠不齊也影響到產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定。同時(shí)，環(huán)境復(fù)雜、噪音粉塵等、施工安全風(fēng)險(xiǎn)等，仍是傳統(tǒng)建筑行業(yè)的痛點(diǎn)。如何將人工智能等科技創(chuàng)新成果運(yùn)用于建筑領(lǐng)域，破解建筑業(yè)面臨的瓶頸，近年來(lái)包括碧桂園在內(nèi)的一些企業(yè)正在進(jìn)行積極探索:未來(lái)或可以讓機(jī)器人真正滲透進(jìn)入建筑工地各生產(chǎn)環(huán)節(jié)，部分工人則成為管理者，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)安全、優(yōu)質(zhì)、高效的智慧建造。

行業(yè)呼喚建筑機(jī)器人

在碧桂園集團(tuán)董事會(huì)主席楊國(guó)強(qiáng)看來(lái), 中國(guó)是建筑大國(guó)，擁有世界上最大的建筑市場(chǎng)，但建筑業(yè)大而不優(yōu)，信息化和智能化程度較低，目前“危、繁、臟、重”特點(diǎn)突出，與時(shí)代發(fā)展進(jìn)步已不相適應(yīng)，急需對(duì)行業(yè)進(jìn)行創(chuàng)新改造。

另一個(gè)突出問(wèn)題在于勞動(dòng)力短缺。據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，2017年從事建筑業(yè)的農(nóng)民工人數(shù)為5415.23萬(wàn)人，占我國(guó)農(nóng)民工總數(shù)的18.9%，同比下降0.8%。青壯年勞動(dòng)力的供給呈現(xiàn)日益緊缺。

實(shí)際上，在人工成本昂貴的發(fā)達(dá)國(guó)家，勞動(dòng)力短缺問(wèn)題更為扎眼。美國(guó)勞工統(tǒng)計(jì)局報(bào)告顯示，2018年美國(guó)建筑行業(yè)新增崗位達(dá)到33萬(wàn)個(gè)，但80%的建筑公司依然找不到合適的工人。

為了突破瓶頸，全球建筑行業(yè)已紛紛將目光聚焦到機(jī)器人身上。全自動(dòng)砌磚機(jī)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(fā)，并發(fā)展為“哈德良X”。它可以一天24小時(shí)不間斷工作，每小時(shí)能砌1000塊磚，兩天內(nèi)就能砌完一棟房子。美國(guó)一家公司研制的砌磚機(jī)器人“山姆”能在一小時(shí)內(nèi)砌好300-400塊磚，速度是普通砌磚工的5到6倍。

楊國(guó)強(qiáng)設(shè)想:假如一棟30層樓的建設(shè)，70%的工人用建筑機(jī)器人來(lái)完成，留30%的建筑熟練工，培養(yǎng)20%的操作建筑機(jī)器人的新型建筑工人，不僅可以從根本上解決安全和質(zhì)量問(wèn)題，還能大大提高勞動(dòng)生產(chǎn)率并節(jié)約大量成本。

當(dāng)前，中國(guó)新型城鎮(zhèn)化進(jìn)程仍在持續(xù)，2018年全國(guó)房企施工面積達(dá)82.23億平方米，比上年增長(zhǎng)5.2%。現(xiàn)實(shí)中，房地產(chǎn)開發(fā)本身就是建筑機(jī)器人的應(yīng)用大用戶，例如墻板安裝機(jī)器人、鋪磚機(jī)器人、粉刷機(jī)器人、焊接機(jī)器人等。

不少企業(yè)、機(jī)構(gòu)已經(jīng)宣布進(jìn)軍建筑機(jī)器人領(lǐng)域。地產(chǎn)領(lǐng)軍企業(yè)碧桂園目前已經(jīng)實(shí)施超過(guò)2000個(gè)項(xiàng)目，有著“自帶訂單”的巨大優(yōu)勢(shì)，去年已宣布5年投資800億元建設(shè)順德機(jī)器人谷項(xiàng)目。此前綠地控股也宣布，要發(fā)展人工智能建筑和機(jī)器人智能科技。

機(jī)器人加速投入實(shí)戰(zhàn)

位于北京海淀豐臺(tái)，北京首個(gè)共有產(chǎn)權(quán)房項(xiàng)目--中鐵碧桂園工地在建筑圈小有名氣，前去調(diào)研考察的人們更關(guān)注的是它用于預(yù)制墻板搬運(yùn)的遙控搬運(yùn)小車。

預(yù)制墻板每塊重達(dá)一百多公斤，而這種遙控搬運(yùn)小車一次可以搬運(yùn)4到6塊預(yù)制墻板，只需要一名女工遙控操作，就能將墻板提升、捆扎、倒放，再通過(guò)工地復(fù)雜的路況、進(jìn)出電梯，最終整齊堆放到樓層指定地點(diǎn)。

在廣東東莞的另一處碧桂園住宅項(xiàng)目工地，在搬運(yùn)墻板的是另一種被稱為AGV的自動(dòng)運(yùn)輸機(jī)器人，它能通過(guò)預(yù)設(shè)編程、自行識(shí)別路徑和避障行進(jìn)，在特定范圍能實(shí)現(xiàn)無(wú)人化運(yùn)輸。這個(gè)工地上還在試驗(yàn)另一款地面找平機(jī)器人。

事實(shí)上，推進(jìn)建筑機(jī)器人應(yīng)用并不簡(jiǎn)單?？茖W(xué)界的專業(yè)細(xì)分上，現(xiàn)今大多數(shù)工業(yè)機(jī)器人是一種可編程機(jī)器，只能被編程為執(zhí)行重復(fù)的一系列的運(yùn)動(dòng)。對(duì)于代替工人投入建筑一線，面對(duì)極為復(fù)雜的建筑工地環(huán)境，機(jī)器人需要執(zhí)行更復(fù)雜的任務(wù)，甚至能夠“思考”并作出決定。

要讓機(jī)器人真正滿足未來(lái)建筑施工的自動(dòng)化和智能化，需借力人工智能(AI)，讓機(jī)器人能夠?qū)W習(xí)、感知、解決問(wèn)題，掌握語(yǔ)言理解、邏輯推理。通過(guò)人工智能和建筑機(jī)器人的深度融合，研發(fā)應(yīng)用由AI程序控制的機(jī)器人，是這一輪建筑業(yè)研發(fā)和應(yīng)用機(jī)器人的關(guān)鍵。

博智林機(jī)器人公司實(shí)驗(yàn)室

“與一般的工業(yè)機(jī)器人相比，建筑機(jī)器人作業(yè)所在的環(huán)境更復(fù)雜，遇到的挑戰(zhàn)更大。” 博智林機(jī)器人公司智能技術(shù)研究總院常務(wù)副院長(zhǎng)兼人工智能研究所所長(zhǎng)梁衍學(xué)介紹，“一般的工業(yè)機(jī)器人會(huì)走、會(huì)跑，但建筑機(jī)器人要在復(fù)雜的環(huán)境中做得更多。”

研發(fā)建筑機(jī)器人，不僅是核心控制器，機(jī)器人形態(tài)、智能化水平提升等也都要探索從頭到尾的自主研發(fā)。梁衍學(xué)說(shuō):“要滿足最基礎(chǔ)的工藝要求，就需要把這些技術(shù)都掌握在自己手里，實(shí)現(xiàn)全局優(yōu)化。”

建筑機(jī)器人產(chǎn)業(yè)未來(lái)可期

眼下在博智林機(jī)器人公司廠房，工程師將整個(gè)實(shí)驗(yàn)室劃分為十余個(gè)小實(shí)驗(yàn)區(qū)，在這些用黃色護(hù)欄圍起來(lái)的一個(gè)個(gè)“小搖籃”中，鋁模安裝機(jī)器人、內(nèi)墻噴涂機(jī)器人、地磚鋪貼機(jī)器人等20多款建筑機(jī)器人正在有序地測(cè)試、成長(zhǎng)，其中多款已在工地上進(jìn)行測(cè)試。

自2018年7月成立以來(lái)，碧桂園旗下博智林機(jī)器人公司先后與西湖大學(xué)、清華大學(xué)、香港科技大學(xué)成立了聯(lián)合研究院，目前已引入了超過(guò)200名博士，在建的順德機(jī)器人谷項(xiàng)目未來(lái)5年內(nèi)計(jì)劃投資800億元，并引進(jìn)上萬(wàn)名高端研發(fā)人才。

順德機(jī)器人谷項(xiàng)目占地約10平方公里，規(guī)劃建設(shè)總部基地、智能制造、科研服務(wù)平臺(tái)、機(jī)器人創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)、機(jī)器人大學(xué)園區(qū)、會(huì)展商務(wù)6大組團(tuán)。

我國(guó)工業(yè)機(jī)器人已連續(xù)多年成為全球第一大應(yīng)用市場(chǎng)，預(yù)計(jì)2018年產(chǎn)量有望達(dá)到14萬(wàn)臺(tái)。市場(chǎng)調(diào)研機(jī)構(gòu)IDC此前預(yù)計(jì)，中國(guó)市場(chǎng)在未來(lái)十年將成就機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的萬(wàn)億市場(chǎng)規(guī)模，到2027年中國(guó)智能機(jī)器人產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到1.6萬(wàn)億元人民幣以上。

許多文件也明確要在大灣區(qū)建設(shè)國(guó)際科技創(chuàng)新中心，在智能機(jī)器人等重點(diǎn)領(lǐng)域培育一批重大產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目。廣東和佛山一系列推動(dòng)機(jī)器人應(yīng)用及產(chǎn)業(yè)發(fā)展的扶持方案出臺(tái)，形成了產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目落地孵化的優(yōu)質(zhì)土壤。

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