建筑工不足 机器人上岗

来源:大洋网—广州日报| 2018-04-25 07:57:09| 作者:温俊华

焊接机器人(Robo Welder)

砌砖机器人山姆100

砌砖机器人哈德良

  人形仿生机器人T-HR3

  日本的建筑业面临着劳动力短缺的问题。为此,日本清水建设公司23日向外界展示了包括焊接机器人(Robo Welder)和巴迪机器人(Robo Buddy)在内的几款建筑机器人,其中一个机器人已经在建筑工地上应用。

  尽管这些机器人“身怀绝技”,但基于建筑工程的多样性、精致性和复杂性,机器人目前仅能处理全部建筑工程工作量的1%,借助机器人“实现建筑行业彻底变革”的说法为时尚早。

  编译、图/广州日报全媒体记者温俊华

  已进驻建筑工地:为了安全 只上“夜班”

  在这几款机器人中,把木板搬进电梯的机器人已首先进驻建筑工地使用,但出于安全和监管方面的考虑,机器人的使用被限制在人类工人下班后的夜班。

  在扭螺栓的场景中,扭螺栓机器人展示了它们的优势。人类工人必须用一只手和头来支撑木板,把螺栓含在嘴里,并用另一只手握着扳手,才能将一块木板固定在相应的位置。巴迪机器人看起来就轻松得多:它使用吸盘来拾取一块木板,在传感器的帮助下把木板准确地放置在相应位置,同时旋转机械臂,将木板用螺栓固定,扭完一处螺栓移动到下一个点重复操作。

  清水建设公司预计,如果展示的机器人都能顺利工作,未来它们所执行的每项任务所需的工人数量都可以比目前减少1/3或1/4。

  期待彻底变革:目前仅能够处理工作量的1%

  此前,澳大利亚砌砖机器人“哈德良”面世时,就有建筑机器人将“实现建筑行业彻底变革”的呼声。但清水建设公司执行总裁Masahiro Indo认为,这个判断过于乐观。他指出,建筑工程多样复杂,机器人目前仅能够处理全部建筑工程工作量的1%。目前,对建筑行业来说,试图让机器人处理建筑工程工作量的10%已是极大的挑战,而且还面临成本过高的风险。

  他解释说,虽然机器人应用在制造业特别是汽车工厂中很常见,但相比之下,建筑工地使用的机器人必须四处走动,虽然它们执行的任务多数也是重复的,但它们仍须因应建筑物的不同设计,来应对不平坦的地面和曲折的行走路线。

  机器人未来:向工业倾斜

  其他建筑机器人

  尽管如此,清水建设公司认为,机器人在建筑工地,特别是城市建筑中的应用仍有积极的意义,因为城市建筑多为高层建筑,每个楼层的建设工作基本上是重复的,使用机器人可缓解建筑工人短缺,帮助减少建筑安全风险。

  目前,在使用德国库卡机器人公司制造的机器人的基础上,清水建设公司也正在开发自己的人工智能系统。目前,日本大部分机器人项目的研发都集中在娱乐和陪伴机器人上,比如软银公司的“胡椒”(搞清洁、做饭还会谈话)和丰田公司的Kiribo Mini(主打情感陪伴)。但日本相关官员已在多个场合表示,将把开发用于工业的机器人作为国家的优先事项。

  山姆100:一小时砌400块砖

  砌砖机器人山姆100由美国的建筑机器人公司研发,能在一小时内砌好300~400块砖,每天能砌3000块砖,速度是普通砌砖工人的5~6倍。目前,山姆100已经制造出商业版本,每套售价约50万美元。

  整套山姆100系统包括传送带、砂浆泵、喷嘴和机械臂。砖块运到机械臂时就已经由喷嘴抹好了水泥,机械臂只需将砖垒起来就行。其原理是利用一组算法,测量机械臂的倾斜角度、速度和方向,利用传感器感应位置,利用激光作为机器臂的锚点,引导机器臂在工作空间的极左和极右两侧之间上下左右移动。

  山姆100系统最适用于建筑大面积的平墙,这些平墙常见于大学、医院和其他大型建筑项目中。但山姆100也胜任某些精细建筑,比如它可以依照图像的像素化地图,在墙上用砖头筑出公司的标志,还可以将砖块在墙上打入或凸出约半英寸,形成一个有纹理外观的墙面。

  但山姆100是半自动系统,运作时还需要两位工人帮忙,一位工人负责将砖块放上传送带,另一位工人负责抹掉墙上多余的水泥。

  “哈德良”:两天能建一栋住宅

  全自动砌砖机器人“哈德良”原型由澳大利亚工程师马克·皮瓦茨在2015年研发,并发展为“哈德良X”。它可以一天24小时不间断工作,每小时能砌1000块砖,两天内就能砌完一栋房子。

  “哈德良X”采用三维计算机辅助设计(CAD)来计算房子的形状和结构,能够3D扫描周围环境,精确地计算出每一块砖头的位置,然后用28米长的伸缩臂拿起砖头,用压力挤出砂浆或胶粘剂,涂在待黏结的砖块上,按顺序放置砖块;它还可以裁切砖块,并为电线和水管预留位置。“哈德良X”被安装在卡车背上,能够在建筑工地内自由行动。

  但“哈德良X”仍处于研发原型阶段,未能生产出商业版本。

  未来进展:T-HR3

  丰田汽车公司的第三代人形仿生机器人“T-HR3”被认为是下一个能应用在建筑工地的机器人。

  T-HR3机器人高154厘米,重75千克,拥有29个机身部件,部件能够在多个轴上移动,可以执行复杂的动作。控制者通过控制力量的扭矩伺服模块以及主控系统,能让T-HR3做出与控制者相同的动作,在展示中,T-HR3能根据操控精确地构建乐高模型。T-HR3未来可在家中、在建筑工地、在灾区和医疗机构协助人类工作。

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