我们正处于建筑机器人蓬勃发展的时代。2022年，全球建筑机器人市场价值为1.682亿美元，预计到2032年将达到7.746亿美元。这意味着，10年间市场规模增长了360%以上！
建筑机器人已经存在了几十年，但直到最近才开始流行起来，这主要是由于2020年COVID-19疫情爆发后，建筑行业对机器人的兴趣和采用日益增加。
什么是建筑机器人？
时至今日，建筑业仍然是世界上劳动密集程度最高的行业之一，并且正在努力解决与质量、时间表、安全和复杂环境相关的问题。根据欧洲建筑业联合会的数据，2023年，81%的企业受到材料和能源价格上涨的威胁，67%的企业强调该行业技术员工短缺。
进入建筑机器人领域！
那么，机器人是如何工作的呢？机器人技术是将计算机科学与机械和电气工程相结合的工程分支。近年来，它已扩展到建筑领域，开辟了一系列新的可能性。
更具体地说，建筑行业的机器人解决方案可以自动化挖掘、运输、起重、混凝土施工和拆除等重型设备和车队。同时，先进的建筑技术也在利用机器人技术和机器辅助解决方案进行废物管理、任务自动化、工业化建筑和3D打印等活动。
建筑机器人的主要优势
建筑机器人有可能彻底改变整个行业。以下是一些主要优势：
提高工作效率
机器人和自动化机械不会出现人类的症状，如疲劳、倦怠或对重复的过程缺乏兴趣。因此，机器人可以更有效地处理重复性或单调的任务，因为普通人可能会觉得这些任务单调乏味，甚至可能因为疲惫和环境干扰而容易犯错。
但这并不是说机器人是完美的；它们必须由熟练的工人定期维护，以提供一致的工作质量，为建筑带来巨大的效率。
降低运营成本
在更短的时间内完成更多的工作，意味着更低的运营成本和相关费用。由于机器人比人类员工可以工作更长时间，而且准确性更高，所以这种好处是天生的。
然而，人类仍然需要对机器人进行编程、控制和操作。这就是为什么需要更高技能的劳动力来学习管理这些正在成为主流的新技术。
改善健康与安全
一个更可控的环境意味着更少的工伤事故。长期以来，由于工作的性质，建筑行业一直是最危险的行业之一：繁重的工作、危险的因素以及有些危险的地形或平台。使用建筑机器人可以大大减少建筑工地的伤害。
优化设计灵活性
自罗马时代以来，建筑业不断发展，以反映环境和社会的变化。然而，许多当前的建筑方法仍然沿用几十年前的方法。对于创新建筑企业而言，机器人是一个新朋友。其可以被编程或设计来执行不同的任务，让建筑企业有机会在建筑流程和方法上更具创造性和效率。
促进可持续发展
机器人创新有助于开创可持续建筑实践的新时代，大大减少了建筑过程中的浪费和对环境的影响。机器人可以通过精确测量和切割材料、回收可回收或有价值的物品，以及延长材料寿命和效用来优化资源，从而促进循环经济。
此外，机器人的自动化能力可以更快地完成项目，降低能耗，从而最大限度地减少建筑活动的环境碳足迹。
建筑业使用哪些类型的机器人，以及执行哪些任务？
如今，机器人系统正在不断研发中，以便能够处理多种任务。虽然有些机器人系统已经在使用中，但这些多功能机器在整个建筑价值链中都有广泛应用，从设计到拆除。
让我们来探讨一下在建筑领域开辟新领域的三大类机器人。
固定式机器人
此类机器人无需改变位置即可运行。“固定”意味着机器人的底座在运行时不会移动。在此类别中，固定机器人可细分为龙门机器人、机械臂和缆绳机器人。
- 龙门机器人是一种架空系统，带有可水平移动的连接机械手。在建筑中，它通常用于拾取和放置操作和焊接。一个显著的优势是这些机器人受地面空间限制的限制较少。
- 机械臂，也称为关节机器人，是制造、机械和工业自动化的支柱。这些是建筑业中最普遍的机器人。其主要任务包括更快地进行焊接、处理材料、热喷涂、喷漆、钻孔和废物分离过程。
- 电缆机器人使用缆绳和执行器进行操作，负责执行特定操作，例如移动缆绳。这些机器人因其能够覆盖大面积区域并处理重负载而脱颖而出。
移动机器人
移动机器人施工系统为加快施工提供了尖端解决方案。由于其机动性，可以建造比其尺寸更大的结构，并且其在不平坦地形上的优势使其成为众多应用的必备品。这些机器人分为四类：
- 轮式移动机器人使用方便，与其他解决方案相比，对地面的磨损更小。由于其与地面持续接触，因此平衡性极佳。一个典型的例子是自动行走挖掘机Heap，它最初用于精确挖掘具有独特形状的路堤。
- 行走移动机器人具有多功能性、效率和在柔软和不平坦的地形上操作的能力。其具有出色的机动性、能源效率、稳定性和对地面的最小影响。此外，其还擅长在环境中穿越障碍物或间隙。
- 飞行移动机器人在建筑施工中具有显著优势，因为其消除了地面移动的限制，也不需要脚手架。这些机器人可以在空中漂浮和导航。
- 游泳移动机器人在AEC行业尚未普及，但其代表了移动机器人领域最令人兴奋的分支之一。一个例子是OceanOne，它利用先进的遥控车辆并结合了人形机器人的优势。例如，它具有用于检索物品的机械手，模仿人类的动作。
群体机器人
群体机器人能够实现协作和同时执行任务，是一种尖端解决方案。在建筑领域，群体机器人由许多小型机器人组成，无需任何指导即可完成设计。
其按照规划好的路线行驶以避免相互碰撞，从而减少了事故，并以较低的成本和风险建造了令人印象深刻的建筑，确保了建筑工地的安全。
主要解决方案
工业化建筑
工业化建筑凭借其简单、快速、经济等优势，成为建筑行业的热门话题。全球预制房屋市场预计到2028年将达到约229亿美元，2023年至2028年的年均增长率为4.8%。
如今，建筑企业正在将机器人技术融入工业化建筑，增强自动化装配线，并将人工智能融入供应链。这些工具可以更高效地生产出更高质量的产品。有必要强调机器人在工业化建筑行业革命中的作用：
- 在一些“非现场”安装中，零部件的制造是在工人监督的机器人的帮助下实现自动化的。然后，在装配过程中，机器人自动完成这些部件的装配。
- 使用机器砌砖越来越普遍，节省了时间，并提高了建筑工地的安全性。
- 如今，3D打印机是机器人在建筑领域的主要应用之一，可以制造各种材料和结构。
土方工程
施工初期，挖掘工作本身就容易发生许多不可预见的事故，主要涉及工人安全，尤其是当工作的地形条件发生突然变化时。进行土方工程，即在土地成为施工现场之前进行的初步挖掘或筑堤，需要投入人力和物力。
先进的建筑机器人通过自动化清理和土方任务或管理高风险材料，是提高挖掘项目安全性的关键。
铺路
铺路涉及在施工现场的不同区域用各种材料覆盖挖掘出的土地。为了节省成本并获得更好的结果，资源需要适应施工现场的条件。机器人技术在这一施工阶段发挥着关键作用，常见用途包括通过雷达进行数据识别、区域读取和3D建模。有些机器人甚至是专门为自动铺路而设计的。
项目管理
在前一种情况下，无人机可以在项目管理中发挥关键作用。许多企业已经利用无人机执行各种任务，从提供项目景观洞察的3D建模到先进的空间检测功能，无人机正在重塑项目管理格局。
拆除
最后，建筑机器人技术催生了诸如拆除机器人等突破性的解决方案。其能够以创纪录的速度拆除建筑物，从而为项目节省时间和成本。