我在工地搬砖，我的同事是机器人

看到蚂蚁搬家，幽默地想‘它们在搬家，我是不是要换工作了’。 #生活乐趣# #日常生活趣事# #日常生活笑话# #平凡生活趣谈#

在人类工程史上，建筑业的历史最久远。人类远祖尚未成“人”时，各种“遮风雨、避寒暑”的建造实践就已经开始了。可以说，建筑不仅和人类的生产、生活紧密相关，也承载着厚重的文明印记和文化特色。

然而，相比今天农业、交通运输、商贸等行业所具有的智能化、信息化和自动化的标签，建筑业的施工、管理和营造方式，还算不上跟上时代步伐。今天的建筑业比以往任何时候都需要一场变革。

01

机器人时代来临

在现有的现代化技术体系中，最有可能承担建筑业革命重任就是机器人技术。机器人是近代机电技术与信息技术联合发展的产物，过去三十年，机器人技术逐步投入应用，使很多行业的业态发生了翻天覆地的变化，其中汽车制造业的变化最为典型。

机器人的诞生，源自人们想摆脱“危、繁、脏、重”工作的本能，而建筑业几乎集这些弊端于一身：工作强度大，工作环境差，危险大。由此，“建筑机器人”应运而生，以期达到改善建筑业工作环境、提高工作效率的目的，最终实现建筑物营建的自主化。

外墙喷涂机器人在作业

要提升建造效率，建筑机器人不可或缺。现在的建筑施工中，虽然有大量机械设备参与，但大多数工序还是严重依赖手工作业，导致建造周期长。采用机器人技术，建造效率可以大幅度提升。以欧美的标准民居为例，传统人工作业的平均建造周期约为6~9个月，若采用最新的机器人3D打印技术，建造周期可缩短至1~2天。一旦遭遇地震、泥石流、山火等自然灾害，用机器人就可以快速完成居所重建。

建筑机器人还能保障施工人员安全，提升建造品质。建筑业是公认的高危行业，伤亡率仅次于矿山和交通事故之后。在美国，建筑业每年造成约四千人死亡，带来了严重的社会问题。而且，建筑施工人员的工作条件很差，操作过程中充斥着泥浆、粉尘、噪声，危害着从业人员的身心健康，导致职业病高发。

《春天里》剧照

人力资源日益短缺，建筑机器人也能填补劳动力的空缺。随着老龄化趋势不断加速，青壮年劳动力的减少，且建筑业对年轻劳动力缺乏吸引力，很快就将面临“无人可用”的窘境。以澳大利亚为例，2015年泥瓦匠的平均年龄高达55岁。

要构建节约型社会，建筑机器人也必不可少。因为建筑业是资源密集型行业，传统的手工作业方式又相当粗放，导致建材很难精准控制，材料浪费的体量相当巨大。据美国相关部门测算，一栋普通民居建造过程中材料浪费率达40%。机器人的使用，可以合理规划和精细作业，甚至实现零浪费。

人与自然和谐发展，要求建筑本身的绿色环保。传统的建筑施工属于“侵入式”开发，对自然环境破坏性很大；施工期间产生的垃圾，也会对环境产生危害。以建筑机器人为代表的未来数字化营建技术，可以减少垃圾废物排放，提高原料利用率，实现无污染的营建。

室内喷涂机器人

从建筑技术的演进和革新的角度出发，建筑机器人有望连接设计概念和建筑实体，使更多先进、现代、智能的设计理念变成现实。正如建筑与数字建造专家Gramazio&Kohler所认为的那样，以建筑机器人为代表的数字化建造技术，是连接数字世界和物质世界的有力工具。

在这样的背景下，2021年2月初，中国住房和城乡建设部发布《关于同意开展智能建造试点的函》，确定上海、重庆、广东三地的7个项目将开展智能建造试点工作，要求围绕建筑业高质量发展，以数字化、智能化升级为动力，创新突破相关核心技术，加大智能建造在工程建设各环节应用，提升工程质量安全、效益和品质，尽快探索出一套可复制可推广的智能建造发展模式和实施经验。

其中，佛山顺德凤桐花园项目位列其中，这是博智林建筑机器人首个商业应用项目，也是目前国内唯一真正引入建筑机器人且批量应用于工程建造过程的试点项目。

02

“成长”故事

“机器人正在积蓄澎湃的力量，未来的发展潜力不可想象，”建筑工人出身的碧桂园董事会主席杨国强在不同场合表示，希望建房过程中繁重、重复、危险的部分工作能够由机器人来完成，“首先是符合我们对零伤亡和安全的追求，第二能使我们的质量提升，第三能使我们的效率提升”。

博智林成立于2018年7月，是碧桂园集团全资子公司，他们的目标是，让机器人像人类一样智慧地工作，实现兼顾安全、质量、环保、效率、成本等要素的智能建造。

博智林科创大厦

仅用两年半时间，博智林就实现了建筑机器人从自主研发、小批量生产到工程测试、工程服务及批量化商用，并进行了全面的端到端规划及实践，构建了完整的全周期闭环。博智林是全球首家尝试用机器人大规模、系统性地完成建筑施工大部分工序的企业，成为全球领先的智能建造与建筑工业化整体解决方案提供商。

智能随动布料机的开发和攻关很能说明博智林两年来的“成长”。

博智林机器人与智能产品研究院副院长曲强博士毕业于日本东京大学机械工学专业，牵头混凝土施工机器人等产品研发工作。一天凌晨，团队第一次进到建筑工地看到混凝土施工的环境，十分震惊：爬了4层脚手架，脚踩钢筋、翻过木模板，只见十几名工人在工作面上手持不同的工具忙忙碌碌，衣服、鞋子、帽子上到处是混凝土泥点。

《春天里》剧照

就在那一刻，团队成员感受到：这么艰苦的工作，如果是我或者我的父母在这里做事，我能为他们做什么？

曲强和团队的研发人员将工地当成了第一“实验室”，夜以继日地呆在混凝土施工现场，实行“三班倒”机制，趁着施工的间隙就抓紧进行试验，记录每个数据。建筑工地上的混凝土施工时间不定，有时候在半夜，团队成员在工地等着等着就睡着了。有时接到通知说有了作业面，团队成员就马上进工地去测试，干着干着天就亮了。有时候是大白天，混凝土水化反应一开始，现场就有40多度，每个人的衣服都湿透、人也晒得黢黑，为了避免中暑，上阵前都要提前喝点解暑药。有时候碰上小雨，没地方躲雨，浑身湿透了，被风吹一吹就容易生病。

团队遇到的最大的问题就是材料和环境。混凝土是种特殊的材料，没有一个物理量可以描述混凝土的特性，全部描述都是定性描述，想要把这样的材料控制好，是很难的事情。另外，环境也是很不稳定的，例如当天的温度、湿度、钢筋条件、模板的条件，以及每车混凝土都可能不同，都会影响混凝土成型过程和质量。

工作人员在调试机器人

但即使这样，团队20多人没有任何抱怨和退缩，一门心思要弄清楚所有施工步骤其背后的物理原理。从2019年3月到6月，团队用了3个月去改良机器人，几乎每个功能模块都有了迭代，终于将单次作业面积从10平方米/次，提升至连续作业2小时以上，完成100平方米以上整平工作。经历了日晒雨淋，曲强手臂衣袖一拉开，黑白分明，成为大家口中那个“黑黑的博士”。

除了智能随动布料机，博智林还有测量机器人、楼层清洁机器人、地坪研磨机器人、外墙喷涂机器人、智能施工升降机、地库抹光机器人、室内喷涂机器人等“明星机器人”。

测量机器人在作业

截至2021年2月26日，博智林在研建筑机器人及智能产品近50款，已递交专利有效申请3042项，其中发明专利2161项；已获专利授权984项，其中发明专利262项，在关键领域拥有一批自主核心技术。

目前，博智林已并有18款机器人在佛山顺德机器人谷首开区和凤桐花园等超过15个项目中开展试点应用，累计应用施工面积达80万平方米。

03

召唤行业革命

建筑机器人的研发，有一个最大的特点，就是“应用导向”。所以，它的发展也依赖两个重要的因素，一是通用机器人技术的进步；二是对建筑行业需求的准确提炼。

针对中国建筑机器人发展欠佳的现状，这一场建筑业的革命，要遵循怎样的思路？

加速传统建筑设备机器人的改造是当务之急。像建筑用工程施工车辆，如挖掘机、推土机、压路机、渣土车等，可以基于遥控操作、自主导航与避障、路径规划与运动控制、智能环境感知、无人驾驶等新技术进行改造，先实现相关施工车辆的半自主化或自主化，减少劳动人员负担，提升安全性和效率。

特种机器人柔性装配线区

对既有的机器人技术采取“拿来主义”的办法，也是一条捷径。其实很多机器人技术都属于通用技术，在建筑业中具有广阔的应用场景。像环境感知方面，无人飞行器、履带机器人就可以搭载激光雷达、结构光摄像头等感知设备，创建环境模型。或者，利用机械臂、移动机器人地盘搭建通用操作平台，就可以替代过去人工完成的砌墙、抹灰、平整、抛光、钻孔等多项操作。

建筑业有其特殊性，通用技术也不是万能的。根据建筑业特点研发专用机器人，也非常必要。比如3D打印机器人就能针对房屋施工的特殊要求进行特殊设计。喷浆机器人、ERO混凝土回收机器人，也是面向施工环节定制研发的。

混凝土施工机器人产品线-抹平

短时间内，建筑机器人还并不能完全取代人，所以，具有防护和增效作用的外骨骼机器人系统，前景十分广阔。这一类机器人完全可以参考军用外骨骼机器人的机构设计，根据自身的应用场景和施工工序，开发主动配合人体活动的机器人系统。

而且，建筑机器人的发展不妨带些“想象力”。像很多极端环境，比如月球/火星基地，核辐射区、深海区域，施工风险极高，那么这些地方一样需要建筑机器人的营建。据说欧空局正在开发基于3D打印技术的月球基地施工机器人，NASA也投资了“轮廓工艺”项目，为未来的火星基地建设做准备。

值得注意的是，除了大量物质性的实践，标准的制定同样重要。

在2020年11月，博智林受邀联合中国建筑标准设计研究院等单位，联合发起成立中国工程建设标准化协会（CECS）建筑机器人专业委员会，这也是中国首个专注于建筑机器人及智能建造的标准化组织。建筑机器人专委会将从建筑机器人研发及工程应用调研、组织编制建筑机器人相关标准、研究构建建筑机器人标准体系、组织开展行业技术交流等方面展开工作。

智能制造工厂，实现全自动化生产

博智林已主导编制了《智能施工升降机》《外墙喷涂机器人》2项团体标准，并经广东省建设科技与标准化协会发布；主导编制的《自升造楼平台》《建筑工程智能清洁机器人》《建筑工程室内实测实量机器人》等团体标准正在审查或立项中。

此外，博智林机器人还承担了《建筑机器人研发及现场应用示范》《基于数字孪生技术的装配式智能施工平台研发及应用示范》等住建部科技计划项目，同时参与了《基于建筑信息模型和人工智能技术的建筑机器人研究与应用示范》等项目，为建筑行业“十四五规划”内容提供建议。

总的来说，建筑机器人作为一个具有极大发展潜力的新兴技术，有望实现“更安全、更高效、更绿色、更智能”的信息化营建，促使整个建筑业完成跨越式发展。建筑业在中国属于支柱性产业，这一庞大的内需市场，也为中国建筑机器人的发展提供了强有力的保障。

从行业政策上看，在十四五规划和2035年远景目标建议中，最核心的内容就是“三化”——绿色化、数字化、智能化。这些政策明确支持大力发展建筑机器人技术，也将对建筑机器人的成熟应用产生深远的影响。

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