图源| Illustration by Andrew Rae; Photograph: Bettmann/Corbis

在未来的建筑业，人类或能与机器人成为“老友”。

扫地机器人成为喵星人座驾、赖床终结者唤起你美（mang）好（lu）一天…如今，越来越多智能机器人正在进入我们的生活。 

“人工智障”图鉴 

当居家机器人还被戏称“人工智障”时，建筑机器人已成为智能建造的有生力量，越来越多“铁工友”走进建筑工地，掀起“赛博”搬砖的全新变革。那么建筑机器人是如何“搬砖打工”的，又将如何影响行业、环境与社会呢？ 


效率提高3-5倍、节约材料60%…… 建筑机器人来啦！

提到机器人，多数人会想到《变形金刚》《机器人总动员》等影视作品中仿人的人类帮手。事实上，目前投入应用的工业机器人们更多是以机械臂、机械手等为主体的大型器械。 

其中，建筑机器人是一种服务于建筑工程的工业机器人，可以通过遥控操作、搜集并处理传感器数据，并进行自动或半自动作业的建筑装备。 

世界上第一台建筑机器人是由日本清水株式会社于20世纪80年代研发的SSR-1防火材料涂喷机器人。此后几十年内，建筑机器人快速发展，美日德奥等发达国家也相继投入到建筑机器人的研发当中，并掌握大部分前沿核心技术。 

美国的建筑机器公司（Construction Robotics）研发的砌砖机器人SAM-100是第一款真正投入建筑工地的商用机器人，主要用于辅佐工人完成砖料抓举工作，使得墙体砌筑的工作效率平均提高3-5倍。 

图源 | Scott Peters

美国建筑机器研发的SAM-100型砌砖机器人 

随着智能机械不断发展，建筑机器人逐渐能够满足多种建筑施工环境的需求，并出现了领域细分。常见的有如建筑施工机器人、建筑装修机器人和3D建筑打印机器人。 

建筑施工机器人主要指在工程施工环节中，对建筑主体结构进行作业的机械，可用于包括砌砖、混凝土浇筑、地面抹平等工序。 

图源 | 公众号爱范儿：

《别说你要去搬砖了，你能赢得了机器人？》，

澳大利亚Fastbrick Robotics研发的“无情搬砖机器”Hadrian X，施工效率和精度分别达到1000块/小时和0.5mm，两天就能建一座房子 

图源 | Tiger-Stone官网

德国发明自动砖块铺路机“Tiger-Stone”，可以像毯子一样将砖块铺设在地面上，如同大型“麻将机” 

建筑装修机器人主要应用于装修施工时的墙面、天花板抹灰、打磨以及喷涂等工作。过去这些装修作业严重依赖人工，同时产生的粉尘、噪音以及涂料散发的化学物质对于工人安全存在较大威胁。因此，该类机器人的出现在提升施工效率的同时也改善了工人的劳动环境。 

图源 | 蔚建科技

保利资本被投企业蔚建科技推出的抹灰机器人在建筑工地的实地作业效率是人工作业效率的5-6倍 

图源 | 博智林机器人

碧桂园旗下博智林机器人公司的墙砖铺贴机器人

3D建筑打印机器人是基于三维模型设计建造各类建筑构件、模块或建筑主体的建筑机械。它的优势是以设计驱动建筑制造，可按个人的喜好或需求设计建筑风格，实现个性化及更复杂的结构。此外，这一技术可依据承载力的需求按需进行结构优化设计，因此相较于传统浇筑等建筑方法更加节省材料。 

图源 | BranchTechnology网站 


“用工荒”“绿色大考”怎么办？机器人助力建筑业革新转型

十八大以来，建筑业增加值占国内生产总值的比重始终保持在7%左右，2013年-2021年全国建筑业企业总产值年均增长8.8%，国民经济支柱产业地位稳固。 

但与之相对的产业环境又是如何？ 


陷入“用工荒”困境 

作为世界上数字化、自动化程度最低的行业之一，传统建筑行业依赖于密集劳动力。 但面对人口红利的逐渐消退，以及行业环境艰苦危险等因素，许多年轻人不再愿意进入工地“搬砖”，建筑工人“老年化”现象已然出现。 

据国家统计局《2021农民工监测调查报告》，2021年我国农民工平均年龄41.7岁，同比提高0.3岁，40岁及以下农民工所占比重为48.2%，同比下降1.2个百分点。 

但与此同时，考虑到部分大龄劳动者的人身安全，今年全国多地颁发“清退令”政策。由此，建筑业陷入“用工荒”困境——年轻人不愿来，大龄劳动者则面临清退。 

在此背景下，建筑机器人的引入、引用与推广，可以代替人工完成危险和繁重的工作，能有力纾解建筑业劳动力困境。 


迎战“绿色大考” 

在双碳目标的提出，以及重视可持续发展的背景下，重污染、高碳排的建筑行业迎来了一场“绿色大考”。 

在传统建筑作业中，许多建筑垃圾往往采用堆放、填埋、回填等方式处理，但这些处理方式会对环境造成极大的影响，如土壤污染、地下水污染、大气污染等。但我国法律规定，企业有责任防治生产建设活动中废气、废水、废渣、粉尘等对环境的污染和危害。由此，建筑垃圾的处理是建筑业“绿色大考”中的“必考大题”。 

建筑机器人能有效解决上述问题，例如通过机器人降低粉尘污染量，还可以实现工地中的垃圾清理，甚至通过清拆机器人即时处理转化为混凝土制品，实现废弃物再利用。 

图源 | 预制建材网

来自瑞典Umea大学的拆迁机器人ERO，它可以如同橡皮擦一样“擦掉”建筑物，通过内部高压水枪，分离吸进去的建筑混合物（砂石和水泥），并直接打包回收，转变为新的建筑用料，甚至连剩下来的钢筋都是完完整整的。 

除了建筑垃圾的处理，在建筑施工期间，传统的人工作业存在材料消耗情况不明确、工人操作不规范、作业质量参差不齐等情况，极易返工造成材料浪费。而在建筑机器人+物联网的协作下，物料的调度、使用可以得到精准的监控，材料的浪费大大减少、工业污染排放及碳排放大大降低。 


“机器替代人工”蔚然成风

“机器替代人工”趋势已经显现。数据显示，2021年全球制造业领域工业机器人使用密度已达到126台/万人，较2015年近乎翻番。而国内2020年制造业机器人使用密度达到246台/万人，是全球平均水平的近2倍。 

建筑机器人作为工业机器人中的重要分支，Tractica预测，其市场收入将从2018年的2270万美元增加到2025年的2.26亿美元。但这一前景需要解决一系列难点方能实现： 


非结构化工作环境对机器人的智能程度要求高 

建筑施工场地环境特殊，具有很强的动态性，对机器人避障和移动要求很高。由此，机器人需配有较高水平的传感器、视觉系统、三维空间运动规划、事件处理控制算法、人机交互等智能技术，实现在非预设环境下的自由移动。 

此外，建筑施工场地相对脏乱，在无序环境下，软件高精准和硬件高强度才能保证机器人作业效率，这意味着更长的研发时间和成本。 


缺少统一的行业标准规范 

目前，我国在建筑建造机器人领域还没有统一的行业标准来规范其开发和使用，导致部分公司为抢占市场先将不成熟的产品投入使用，消极影响行业对建造机器人的认知。 

机会也在路上。 

一方面，国内政策持续支持建筑业转型发展。从国家部委到地方政府纷纷推出了一系列支持建筑机器人行业发展的政策、规划着力加快建筑机器人研发和应用。 

一系列国家政策支持建筑机器人发展 

另一方面，智能建造机械的产学研体系正逐步建立。在十四五政策引导下，国内已有44所高校与职业院校开设智能建造专业及课程，培养综合性专业人才，促进建筑业的积极变革。校企合作成果丰硕，比如保利资本被投企业大界机器人，相继与浙江大学、华南理工大学、同济大学等高校展开合作，建设智能建造实验室，并逐渐形成一套面向智能建造新学科的体系化综合人才培养方案。 

大界机器人与各大知名高校成功合作的背后，离不开卓越的业务能力和丰富的产业经验。依托于自主研发的建筑工业软件ROBIM以及智能化硬件设备，大界机器人已持续服务百家建筑工厂，也为数百家地产商、国内外建筑设计机构和建筑师提供了智能建造服务。 

基于ROBIM云平台的矩阵式生产网络 

建筑机器人是智能建造未来发展的主流方向，保利资本始终坚持以科技投资服务美好生活，未来将继续推动覆盖上下游全产业链的建筑科技发展，全力支持建筑行业数字化转型升级。