【趋势】自主施工设备将在建筑业得到越来越多应用

世界正在进入机器人时代。工业机器人在制造业工作了几十年，现在它们出现在从机场到农业的各个领域。建筑业可能是下一个进行自动化转型的行业。

建筑工作非常适合自主机械。因为建筑任务通常是重复的、物理的、精确的和时间敏感的，并且大多数不需要开箱即用或创造性思维。这些类型的工作通常是制造商首先自动化的，但该行业必须完全接受这种进步。

随着该行业的缺点变得更加明显和技术的进步，这种趋势开始发生转变。

为什么建筑需要自动化

自动化在建筑行业早就应该实现了，不仅仅是因为它在技术上是可能的。机器人技术是提高生产力和成本效益的理想方式，而建筑因缓慢而昂贵而著称。一些研究表明，多达十分之九的建筑项目会出现成本超支，通常为 28% 或更多。

机器人通常比人类工作得更快、更精确，这将有助于解决这个问题。鉴于该行业的劳动力持续短缺，这些好处尤其宝贵。截至 2020 年第三季度，83% 的美国承包商表示难以找到技术工人，因此人为地扩大劳动力将是一个重大帮助。

建筑行业自动化可以帮助解决的另一个问题是安全性。该行业是臭名昭著的危险，占 2017 年所有工作场所死亡人数的五分之一。 自动设备将通过将人类从工作中最危险的部分中移除来减少这些死亡人数。

今天的自主建设在哪里

虽然建筑公司通常对新技术的接受速度很慢，但自动化已经在该行业取得了重大进展。该行业可能并不处于机器人技术的最前沿，但自主建筑设备比许多人意识到的更为普遍。

在 2017 年的一项研究中，12% 的接受调查的建筑公司表示他们才刚刚开始实施机器人技术。另有 4% 的受访者表示，他们在所有项目中都使用了这些技术。虽然这些数字并不惊人，但它们表明自动化设备开始占据主导地位。

以下是当今团队如何使用自主施工设备的详细信息：

小型建筑机器人

也许建筑中最常见的自动化形式是无人机等小型机器人。这些可能不如全自动重型机械那么令人印象深刻，但在安全和效率方面起着至关重要的作用。由于它们代表较小的投资，因此它们也是团队涉足自动化的理想方式。

许多施工团队使用无人机来勘察工地。这些空中机器人可以在 20 分钟内捕获比一周的传统测量更多的数据。这种惊人的速度显着缩短了项目完成时间，而且数据的丰富性可以揭示潜在的危险，提高安全性。

其他公司使用无人机在整个施工过程中监控工地，为利益相关者提供实时更新。2019 年，密歇根大学的研究人员展示了一种可以钉住屋顶瓦片的自主无人机。由于跌倒是建筑工地最常见的伤害来源之一，这可能会彻底改变工地安全。

自主重型机械

最近的进展也使自主重型机械成为建筑团队的可行选择。卡特彼勒是业内最知名的品牌之一，声称它已经用自动驾驶卡车运送了 20 亿公吨的货物。这些机器首先出现在采矿业，但后来进入了建筑工地。

由于新机器价格昂贵，施工团队采用自主重型设备的速度可能会很慢。这就是为什么一些初创公司，比如 SafeAI，已经对自动化采取了改造方法。他们不是制造新的自动操作机器，而是修改现有的卡车、推土机和装载机以实现自动操作。

大多数这些机器通过使用相机和传感器系统工作。来自 LiDAR、摄像头、GPS、RFID，甚至振动和温度传感器的数据在整个工作场所安全高效地引导他们。随着这些传感器背后技术的改进，自主重型机械变得更加可靠，值得投资。

自主建设可以改进的地方

与今天一样令人印象深刻的是，自主建筑设备仍然没有显示出显着的采用数字。这些机器人是一项重大投资，而且它们还不完美。自主建筑机械面临的最紧迫挑战之一与建筑工作的性质有关。

虽然许多可自动化的施工任务是重复的，但工作现场本身是高度动态的。随着项目的进展，周边地区将发生变化，如今的机器人在非结构化环境中通常表现不佳。自主设备必须变得更加灵活，并能够适应不断变化的环境，以充分发挥其潜力。

安全是自主建筑设备的另一个问题。虽然机器人可以发现危险并将人类从最危险的任务中移除，但它们的存在可能会危及工人。撞车事故已经是造成建筑非致命伤害的主要原因，而自主机械中不完善的导向系统可能会导致更多事故。

这与无人驾驶汽车面临的问题相同。今天的自导系统几乎一直都在正常工作，但只要犯了一个错误，它们就会变得危险。这些机器必须准确识别一切并在 100% 的时间内做出适当的响应，以达到最佳安全性。

自主建设可以从这里走向何方

随着投资的增加，技术将提高，自主建设将克服这些障碍。一些专家认为，到 2026 年，该行业将在人工智能 (AI) 上花费 40 亿美元。由于人工智能是实现自动驾驶的基础技术，这项投资可能会带来更安全、更准确的建筑机器人。

随着这项技术的发展，自主建筑设备将在更少的监督下完成更多的工作。最终，人形机器人工人可以与员工一起工作，让承包商在劳动力短缺的情况下根据需要扩大劳动力。一些机器人已经可以开门和爬楼梯，所以这个未来可能并不遥远。

建筑行业正在发生变化

今天的建筑工地环境与十年前完全不同。该行业正在拥抱远程传感器和人工智能等技术，为自主设备铺平道路。

建筑机器人技术可能还不完美，但它们已经显示出巨大的前景。在劳动力持续短缺的情况下，这些机器可以降低成本、加快完成时间并提高安全性。不久之后，机器人可能会成为所有建筑项目中的常见景象。

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