中國建筑業(yè)發(fā)展的新風(fēng)口：機器人+人工智能
今年“兩會”的政府工作報告強調(diào)，要堅持創(chuàng)新引領(lǐng)發(fā)展，培育壯大新動能；要圍繞推動制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，推動傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)改造提升；要促進新興產(chǎn)業(yè)加快發(fā)展，深化大數(shù)據(jù)、人工智能等研發(fā)應(yīng)用。這一表述引發(fā)與會代表委員們的熱議和共鳴。多位代表委員就建議，大力推進智能制造，積極利用人工智能、大數(shù)據(jù)了解用戶需求、優(yōu)化生產(chǎn)，將中國制造推向智能化、高端化、市場化。
作為傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的典型代表，2018年中國建筑業(yè)總產(chǎn)值達23.5萬億元， 同比增長9.9%，但眼下勞動力短缺、勞動生產(chǎn)力率低、工作環(huán)境較差等問題突出，工人施工技術(shù)的良莠不齊也影響到產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定。同時，環(huán)境復(fù)雜、噪音粉塵等、施工安全風(fēng)險等，仍是傳統(tǒng)建筑行業(yè)的痛點。
如何將人工智能等科技創(chuàng)新成果運用于建筑領(lǐng)域，破解建筑業(yè)面臨的瓶頸，近年來包括碧桂園在內(nèi)的一些企業(yè)正在進行積極探索：未來或可以讓機器人真正滲透進入建筑工地各生產(chǎn)環(huán)節(jié)，部分工人則成為管理者，進而實現(xiàn)安全、優(yōu)質(zhì)、高效的智慧建造。
行業(yè)呼喚“建筑機器人”
在全國政協(xié)委員、碧桂園集團董事會主席楊國強看來，中國是建筑大國，建筑市場規(guī)模位居世界前列，但建筑業(yè)大而不優(yōu)，信息化和智能化程度較低，目前“危、繁、臟、重”特點突出，與時代發(fā)展進步已不相適應(yīng)，亟需對行業(yè)進行創(chuàng)新改造。
另一個突出問題在于勞動力短缺。據(jù)國家統(tǒng)計局發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，2017年從事建筑業(yè)的農(nóng)民工人數(shù)為5415.23萬人，占我國農(nóng)民工總數(shù)的18.9%，同比下降0.8%。隨著社會老齡化趨勢加速，青壯年勞動力的供給呈現(xiàn)日益緊缺。
實際上，在人工成本昂貴的發(fā)達國家，勞動力短缺問題更為突出。
為了突破瓶頸，全球建筑行業(yè)已紛紛將目光聚焦到機器人身上。全自動砌磚機器人“哈德良”原型由澳大利亞工程師馬克·皮瓦茨在2015年研發(fā)，并發(fā)展為“哈德良X”。它可以一天24小時不間斷工作，每小時能砌1000塊磚，兩天內(nèi)就能砌完一棟房子。美國一家公司研制的砌磚機器人“山姆”能在一小時內(nèi)砌好300-400塊磚，速度是普通砌磚工的5到6倍。
楊國強委員設(shè)想：假如一棟30層樓的建設(shè)，70%的工人用建筑機器人來完成，留30%的建筑熟練工，培養(yǎng)20%的操作建筑機器人的新型建筑工人，不僅可以從根本上解決安全和質(zhì)量問題，還能大大提高勞動生產(chǎn)率并節(jié)約大量成本。
當(dāng)前，中國新型城鎮(zhèn)化進程仍在持續(xù)，2018年全國房企施工面積達82.23億平方米，同比增長5.2%。 現(xiàn)實中，房地產(chǎn)開發(fā)本身就是建筑機器人的應(yīng)用大用戶，例如墻板安裝機器人、鋪磚機器人、粉刷機器人、焊接機器人等。
不少企業(yè)、機構(gòu)已經(jīng)宣布進軍建筑機器人領(lǐng)域。目前已經(jīng)實施超過2000個項目，有著“自帶訂單”的巨大優(yōu)勢的地產(chǎn)領(lǐng)軍企業(yè)碧桂園，去年已宣布5年投資800億元建設(shè)順德機器人谷項目。此前綠地控股也宣布，要發(fā)展人工智能建筑和機器人智能科技。
機器人加速投入實戰(zhàn)
位于北京海淀豐臺，北京首個共有產(chǎn)權(quán)房項目——中鐵碧桂園工地在建筑圈小有名氣，前去調(diào)研考察的人們更關(guān)注的是它用于預(yù)制墻板搬運的遙控搬運小車。
預(yù)制墻板每塊重達一百多公斤，而這種遙控搬運小車一次可以搬運4到6塊預(yù)制墻板，只需要一名女工遙控操作，就能將墻板提升、捆扎、倒放，再通過工地復(fù)雜的路況、進出電梯，最終整齊堆放到樓層指定地點。
在廣東東莞的另一處碧桂園住宅項目工地，在搬運墻板的是另一種被稱為AGV的自動運輸機器人，它能通過預(yù)設(shè)編程、自行識別路徑和避障行進，在特定范圍能實現(xiàn)無人化運輸。這個工地上還在試驗另一款地面找平機器人。
事實上，推進建筑機器人應(yīng)用并不簡單。科學(xué)界的專業(yè)細分上，現(xiàn)今大多數(shù)工業(yè)機器人是一種可編程機器，只能被編程為執(zhí)行重復(fù)的一系列的運動。對于代替工人投入建筑一線，面對極為復(fù)雜的建筑工地環(huán)境，機器人需要執(zhí)行更復(fù)雜的任務(wù)，甚至能夠“思考”并作出決定。
要讓機器人真正滿足未來建筑施工的自動化和智能化，需借力人工智能（AI），讓機器人能夠?qū)W習(xí)、感知、解決問題，掌握語言理解、邏輯推理。通過人工智能和建筑機器人的深度融合，企業(yè)研發(fā)并應(yīng)用由AI程序控制的機器人，是這一輪建筑業(yè)研發(fā)和應(yīng)用機器人的關(guān)鍵。
博智林機器人公司實驗室
“與一般的工業(yè)機器人相比，建筑機器人作業(yè)所在的環(huán)境更復(fù)雜，遇到的挑戰(zhàn)更大。”博智林機器人公司智能技術(shù)研究總院常務(wù)副院長兼人工智能研究所所長梁衍學(xué)介紹，“一般的工業(yè)機器人會走、會跑，但建筑機器人要在復(fù)雜的環(huán)境中做得更多。”
研發(fā)建筑機器人，不僅是核心控制器，機器人形態(tài)、智能化水平提升等也都要探索從頭到尾的自主研發(fā)。梁衍學(xué)說：“要滿足最基礎(chǔ)的工藝要求，就需要把這些技術(shù)都掌握在自己手里，實現(xiàn)全局優(yōu)化。”
建筑機器人產(chǎn)業(yè)未來可期
眼下在博智林機器人公司廠房，工程師將整個實驗室劃分為十余個小實驗區(qū)，在這些用黃色護欄圍起來的一個個“小搖籃”中，鋁模安裝機器人、內(nèi)墻噴涂機器人、地磚鋪貼機器人等20多款建筑機器人正在有序地測試、成長，其中多款已在工地上進行測試。
自2018年7月成立以來，碧桂園旗下博智林機器人公司先后與西湖大學(xué)、清華大學(xué)、香港科技大學(xué)成立了聯(lián)合研究院，目前已引入了超過200名博士，在建的順德機器人谷項目未來5年內(nèi)計劃投資800億元，并引進上萬名高端研發(fā)人才。
順德機器人谷效果圖
順德機器人谷項目占地約10平方公里，規(guī)劃建設(shè)總部基地、智能制造、科研服務(wù)平臺、機器人創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)、機器人大學(xué)園區(qū)、會展商務(wù)6大組團。如此龐大的一個產(chǎn)業(yè)項目，背后有著現(xiàn)實的行業(yè)前景和系列政策利好。
我國工業(yè)機器人已連續(xù)多年成為全球第一大應(yīng)用市場。市場調(diào)研機構(gòu)IDC此前預(yù)計，中國市場在未來十年將成就機器人產(chǎn)業(yè)的萬億市場規(guī)模。到2027年，中國智能機器人產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模將達到1.6萬億元人民幣以上。
《機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2016-2020年）》、《新一代人工智能規(guī)劃》等國家級綱領(lǐng)性文件相繼發(fā)布，《粵港澳大灣區(qū)發(fā)展規(guī)劃綱要》也明確要在大灣區(qū)建設(shè)國際科技創(chuàng)新中心，在智能機器人等重點領(lǐng)域培育一批重大產(chǎn)業(yè)項目。廣東和佛山一系列推動機器人應(yīng)用及產(chǎn)業(yè)發(fā)展的扶持方案出臺，形成了產(chǎn)業(yè)項目落地孵化的優(yōu)質(zhì)土壤。
目前，在建筑機器人的研發(fā)與實踐這條路上，碧桂園已走在前列，但很顯然他們還有實現(xiàn)智慧建造的更高追求。此次全國“兩會”上，楊國強委員建議應(yīng)從政府層面加強對人工智能和建筑機器人深度融合的引導(dǎo)和支持，積極推進制定行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，加速建筑機器人的應(yīng)用。他對此很有緊迫感。他表示，科技的進步不可想象，今天加大對科技的投入正是時候，如果再不努力的話就將落后了。
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