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机器人正在改变建筑行业
2019-12-02 07:35

  在密歇根湖畔,20名泥瓦匠正在伊利诺伊州的大湖区海军修建一座巨大的宿舍,面积有三个足球场那么大。和前些年相比,这些泥瓦匠做的铺砌和“抹油”工作要少得多了,相反,他们的重点变成了质量控制和清理灰浆接缝。

  SAM的外形就像从里伸出的一只金属爪子,沿墙来回移动,每8至12秒砌一块砖。它的旁边是另一个有着3.6米长机械臂的机器人MULE,能够轻松地举起沉重的混凝土砌块并在工人的引导下将其放到位。

  这两个机器人可从早忙到晚,从不请病假,也不会累。负责海军项目的大型通用承包商Clark Construction公司的高级项目经理泰勒·肖克罗斯表示:“说到底就是可靠性以及完成这项工作的确定性。”

  如今,可靠性是建筑业的大问题,而全球每年的建筑开支已经接近10万亿美元。咨询公司麦肯锡的数据显示,绝大多数的大型工程项目都会超支,耗时也比预期长20%。

  造成这个问题的部分原因是劳动力短缺。软件公司欧特克和美国通用承包商协会(Associated General Contractors of America)进行的调查显示,今年8月,建筑行业有710万个空缺职位,而且有80%的建筑公司表示很难招到人。

  建筑工作,无论是修桥、铺还是盖房子,都是脏活累活,而且很。美国劳工统计局的数据表明,建筑业是工作场所伤亡最多的行业之一,2017年,有965名建筑工人在工地丧生。

  投资者认为技术可以消除建筑业的一些不利因素。去年,他们向科技初创公司投入了31亿美元,这些公司的业务覆盖了建筑业的方方面面,从排班软件到预制房屋工厂,再到SAM这样的机器人。

  Construction Robotics公司的总部设在纽约州维克托镇,是机器人SAM和MULE的制造商。该公司的联合创始人斯科特·彼得斯说:“过去三年,情况有了很大的改变。”

  但利润率低、风险高而且工期紧张的建筑业是出了名的谨慎。要使用新技术,承包商就得重新考虑开展工作的方式,而这会增加成本和风险。

  麦肯锡的一位合伙人何塞易斯·布兰卡说:“如果发生事故,谁来承担责任?没有人想第一个出问题。”

  当然,对机器人应用的推动仍然处于初期阶段。虽然某些种类的建筑工作已经可以使用这项技术,但精细度要求更高的电工和木工还不行。价格是另外一个主要绊脚石。比如,Construction Robotics公司的机器人售价为7.5万美元到50万美元。

  彼得斯说,即使建筑公司的高管青睐新技术,但让所有人,包括工头和一线工人在内都这么想可能很困难。以泥瓦匠为例,2015年,砌砖机器人SAM在一次展销会上首次露面时他们有一些顾虑,因为部分泥瓦匠担心失去工作。彼得斯说:“有些人超级兴奋,还有一些人却吓的要死。”

  美国和手工工人行业组织 “国际砌砖工人和相关工艺工人联合会”(International Union of Bricklayers and Allied Craftworkers)对MULE的态度较为热情。MULE的机械臂可以迅速举起不超过135磅(约65.3千克)的工具、石块和混凝土板,从而让工人不再受体力的。

  该组织的职业培训部门国家负责人鲍勃·阿诺德说:“对SAM的态度略有不同,因为工人们觉得它正在取代他们,从某种角度来说,有这种可能。”

  尽管人们感觉各异,但国际砌砖工人和相关工艺工人联合会已经开始培训它的使用这些机器。三年来,Construction Robotics公司的技术已经在三个国家的165处建筑工地上得到了应用。

  其他公司也想让自己的建筑型机器人变成热门产品。公司FBR制造的Hadrian X可以在一天内建起一座完整住宅的墙壁,所用的砖块尺寸是传统砖块的12倍。同时,纽约公司Toggle推出的5英尺(约1.5米)高机器人可以举起沉重的混凝土工程钢筋并进行处理,工人只需负责最后的施工步骤。

  一批位于湾区的初创公司也在采取行动。Doxel制造的自动化机器人和无人机拥有三维视觉和人工智能,可以在工地行走或飞行,检查管道施工进度以及是否存在缺陷。Ekso Bionics制造的机械外骨骼可以在头顶钻孔或安装管道这样的工作中支撑工人的胳膊,该公司的另一种机械臂能够帮助工人更轻松地使用沉重工具,从而减少疲劳和受伤的情况。Dusty Robotics制造的小型自动化机器人可以在建筑工地四处移动,并且按照图纸在混凝土楼面上标出墙壁和基础设施的。

  很少有公司像初创企业Built Robotics那样尝试“大目标”。这家公司为推土机等重型设备提供自动化技术。比如,它的技术可以让卡特彼勒的牵引车移走土方或者举起木制托架,而且不需要任何人工干预。

  Built Robotics公司的技术让反铲式挖掘机等重型机械实现了自动作业,而且理论上还可以逐步提高自身的作业水平。图片来源:Courtesy of Built Robotics

  那些“大脑”,也就是传感器、人工智能和摄像头的组合,安装在工程机械驾驶室上方,看起来就像轿车的行李架。软件工程师必须和承包商合作,针对具体工作编写自动化引导程序,承包商则按月为这样的技术付费。

  Geofences可以告诉计算机工地的边界在哪里,它和远程切断按钮一起防止工程机械出问题。在分析其工作的机器学习软件帮助下,这些工程机械应该可以逐渐变得聪明起来。

  大型承包商Mortenson把Built Robotics公司的自动化技术用在了牵引车上,而这些机械正在得克萨斯、堪萨斯以及科罗拉多东部农村地区的五座风电场移动土方并修筑道。Mortenson的副总裁埃里克·塞尔曼说,这些风电场的面积都达到或超过了100平方英里(约259平方千米),是测试此类新技术的理想场所。

  塞尔曼认为,此项技术让建筑工作变得更安全,因为它让建筑工人远离,而且可以把精力集中在其他工作上,比如规划。他们还会承担监督推土机工作的任务,而且经常会同时管理好几台推土机,随后还要检验这些推土机的工作质量。

  他说:“还没有任何机器人如何作业或者人们怎样与机器人合作的手册。但我们知道我们现在就需要开始教他们这些技能,以便为今后不同的而且是更聪明的工作方式做好准备。”

  该公司的Hadrian X机器人拥有安装在卡车上的机械臂,它砌墙的速度比人快,使用的砖块尺寸是传统砖块的12倍。

  该公司的外骨骼支撑着工人的胳膊和后背,为他们提供超级英雄般的力量,从而减少疲劳和受伤情况。它的另一种机械臂则让沉重的工具看起来轻如鸿毛。

  一套由摄像头、GPS、传感器和人工智能组成的系统让推土机等重型工程机械实现自动作业,可以在没有人员操作的情况下进行土方挖掘。(财富中文网)



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