我們正處于建筑機器人蓬勃發展的時代。2022年，全球建筑機器人市場價值為1.682億美元，預計到2032年將達到7.746億美元。這意味著，10年間市場規模增長了360%以上！

建筑機器人已經存在了幾十年，但直到最近才開始流行起來，這主要是由于2020年COVID-19疫情爆發后，建筑行業對機器人的興趣和采用日益增加。

什么是建筑機器人？

時至今日，建筑業仍然是世界上勞動密集程度最高的行業之一，并且正在努力解決與質量、時間表、安全和復雜環境相關的問題。根據歐洲建筑業聯合會的數據，2023年，81%的企業受到材料和能源價格上漲的威脅，67%的企業強調該行業技術員工短缺。

進入建筑機器人領域！

那么，機器人是如何工作的呢？機器人技術是將計算機科學與機械和電氣工程相結合的工程分支。近年來，它已擴展到建筑領域，開辟了一系列新的可能性。

更具體地說，建筑行業的機器人解決方案可以自動化挖掘、運輸、起重、混凝土施工和拆除等重型設備和車隊。同時，先進的建筑技術也在利用機器人技術和機器輔助解決方案進行廢物管理、任務自動化、工業化建筑和3D打印等活動。

建筑機器人的主要優勢

建筑機器人有可能徹底改變整個行業。以下是一些主要優勢：

提高工作效率

機器人和自動化機械不會出現人類的癥狀，如疲勞、倦怠或對重復的過程缺乏興趣。因此，機器人可以更有效地處理重復性或單調的任務，因為普通人可能會覺得這些任務單調乏味，甚至可能因為疲憊和環境干擾而容易犯錯。

但這并不是說機器人是完美的；它們必須由熟練的工人定期維護，以提供一致的工作質量，為建筑帶來巨大的效率。

降低運營成本

在更短的時間內完成更多的工作，意味著更低的運營成本和相關費用。由于機器人比人類員工可以工作更長時間，而且準確性更高，所以這種好處是天生的。

然而，人類仍然需要對機器人進行編程、控制和操作。這就是為什么需要更高技能的勞動力來學習管理這些正在成為主流的新技術。

改善健康與安全

一個更可控的環境意味著更少的工傷事故。長期以來，由于工作的性質，建筑行業一直是最危險的行業之一：繁重的工作、危險的因素以及有些危險的地形或平臺。使用建筑機器人可以大大減少建筑工地的傷害。

優化設計靈活性

自羅馬時代以來，建筑業不斷發展，以反映環境和社會的變化。然而，許多當前的建筑方法仍然沿用幾十年前的方法。對于創新建筑企業而言，機器人是一個新朋友。其可以被編程或設計來執行不同的任務，讓建筑企業有機會在建筑流程和方法上更具創造性和效率。

促進可持續發展

機器人創新有助于開創可持續建筑實踐的新時代，大大減少了建筑過程中的浪費和對環境的影響。機器人可以通過精確測量和切割材料、回收可回收或有價值的物品，以及延長材料壽命和效用來優化資源，從而促進循環經濟。

此外，機器人的自動化能力可以更快地完成項目，降低能耗，從而最大限度地減少建筑活動的環境碳足跡。

建筑業使用哪些類型的機器人，以及執行哪些任務？

如今，機器人系統正在不斷研發中，以便能夠處理多種任務。雖然有些機器人系統已經在使用中，但這些多功能機器在整個建筑價值鏈中都有廣泛應用，從設計到拆除。

讓我們來探討一下在建筑領域開辟新領域的三大類機器人。

固定式機器人

此類機器人無需改變位置即可運行。“固定”意味著機器人的底座在運行時不會移動。在此類別中，固定機器人可細分為龍門機器人、機械臂和纜繩機器人。

• 龍門機器人是一種架空系統，帶有可水平移動的連接機械手。在建筑中，它通常用于拾取和放置操作和焊接。一個顯著的優勢是這些機器人受地面空間限制的限制較少。
• 機械臂，也稱為關節機器人，是制造、機械和工業自動化的支柱。這些是建筑業中最普遍的機器人。其主要任務包括更快地進行焊接、處理材料、熱噴涂、噴漆、鉆孔和廢物分離過程。
• 電纜機器人使用纜繩和執行器進行操作，負責執行特定操作，例如移動纜繩。這些機器人因其能夠覆蓋大面積區域并處理重負載而脫穎而出。

移動機器人

移動機器人施工系統為加快施工提供了尖端解決方案。由于其機動性，可以建造比其尺寸更大的結構，并且其在不平坦地形上的優勢使其成為眾多應用的必備品。這些機器人分為四類：

• 輪式移動機器人使用方便，與其他解決方案相比，對地面的磨損更小。由于其與地面持續接觸，因此平衡性極佳。一個典型的例子是自動行走挖掘機Heap，它最初用于精確挖掘具有獨特形狀的路堤。
• 行走移動機器人具有多功能性、效率和在柔軟和不平坦的地形上操作的能力。其具有出色的機動性、能源效率、穩定性和對地面的最小影響。此外，其還擅長在環境中穿越障礙物或間隙。
• 飛行移動機器人在建筑施工中具有顯著優勢，因為其消除了地面移動的限制，也不需要腳手架。這些機器人可以在空中漂浮和導航。
• 游泳移動機器人在AEC行業尚未普及，但其代表了移動機器人領域最令人興奮的分支之一。一個例子是OceanOne，它利用先進的遙控車輛并結合了人形機器人的優勢。例如，它具有用于檢索物品的機械手，模仿人類的動作。

群體機器人

群體機器人能夠實現協作和同時執行任務，是一種尖端解決方案。在建筑領域，群體機器人由許多小型機器人組成，無需任何指導即可完成設計。

其按照規劃好的路線行駛以避免相互碰撞，從而減少了事故，并以較低的成本和風險建造了令人印象深刻的建筑，確保了建筑工地的安全。

主要解決方案

工業化建筑

工業化建筑憑借其簡單、快速、經濟等優勢，成為建筑行業的熱門話題。全球預制房屋市場預計到2028年將達到約229億美元，2023年至2028年的年均增長率為4.8%。

如今，建筑企業正在將機器人技術融入工業化建筑，增強自動化裝配線，并將人工智能融入供應鏈。這些工具可以更高效地生產出更高質量的產品。有必要強調機器人在工業化建筑行業革命中的作用：

• 在一些“非現場”安裝中，零部件的制造是在工人監督的機器人的幫助下實現自動化的。然后，在裝配過程中，機器人自動完成這些部件的裝配。
• 使用機器砌磚越來越普遍，節省了時間，并提高了建筑工地的安全性。
• 如今，3D打印機是機器人在建筑領域的主要應用之一，可以制造各種材料和結構。

土方工程

施工初期，挖掘工作本身就容易發生許多不可預見的事故，主要涉及工人安全，尤其是當工作的地形條件發生突然變化時。進行土方工程，即在土地成為施工現場之前進行的初步挖掘或筑堤，需要投入人力和物力。

先進的建筑機器人通過自動化清理和土方任務或管理高風險材料，是提高挖掘項目安全性的關鍵。

鋪路

鋪路涉及在施工現場的不同區域用各種材料覆蓋挖掘出的土地。為了節省成本并獲得更好的結果，資源需要適應施工現場的條件。機器人技術在這一施工階段發揮著關鍵作用，常見用途包括通過雷達進行數據識別、區域讀取和3D建模。有些機器人甚至是專門為自動鋪路而設計的。

項目管理

在前一種情況下，無人機可以在項目管理中發揮關鍵作用。許多企業已經利用無人機執行各種任務，從提供項目景觀洞察的3D建模到先進的空間檢測功能，無人機正在重塑項目管理格局。

拆除

最后，建筑機器人技術催生了諸如拆除機器人等突破性的解決方案。其能夠以創紀錄的速度拆除建筑物，從而為項目節省時間和成本。