機(jī)器人與自動化成型建筑的未來

在建筑領(lǐng)域，機(jī)器人技術(shù)因其提高效率和職業(yè)安全的能力，而被認(rèn)為是一項(xiàng)非凡的創(chuàng)新。但是，由于施工過程的獨(dú)特特征，例如嚴(yán)格控制的操作設(shè)置以及標(biāo)準(zhǔn)化程度的降低，建筑行業(yè)內(nèi)自動化的采用繼續(xù)面臨許多障礙。

機(jī)器人技術(shù)如何徹底改變現(xiàn)場施工任務(wù)

研究人員通過發(fā)表在《建筑自動化》上的研究論文徹底描述了機(jī)器人技術(shù)在建筑行業(yè)的使用。許多研究人員期待通過機(jī)器人技術(shù)取代砌磚、檢查和清潔等危險(xiǎn)且單調(diào)的現(xiàn)場任務(wù)。

跟蹤橋梁等設(shè)施的結(jié)構(gòu)完整性恰好是一項(xiàng)基本職責(zé)，但這對員工來說也充滿挑戰(zhàn)且耗時(shí)。近年來，機(jī)器人技術(shù)在結(jié)構(gòu)檢查方面得到了廣泛采用。最近開發(fā)的機(jī)器人技術(shù)包括專門的無人駕駛車輛以及兩個(gè)水下機(jī)器人來研究翻滾橋。

在高層建筑的清潔中最大限度地利用機(jī)器人技術(shù)已被證明是提高操作過程安全性的一種方法。顯然，在清潔高層建筑的窗戶時(shí)，需要一種可運(yùn)輸?shù)淖詣踊瘷C(jī)器人，以及一種已經(jīng)制造出來的帶有干式和半干式墻面清潔裝置的墻面清潔機(jī)。這些研究繼續(xù)表明，機(jī)器人技術(shù)確實(shí)已經(jīng)成熟到可以在現(xiàn)場施工任務(wù)中使用的程度。

人類機(jī)器人以及多機(jī)器人協(xié)作

人機(jī)協(xié)作HRC系統(tǒng)恰好被視為一種減少或防止對人類造成傷害的方法，它使個(gè)人能夠在遠(yuǎn)離現(xiàn)場的地方執(zhí)行任務(wù)，同時(shí)也可以在現(xiàn)場指揮機(jī)器人。

2017年，開發(fā)了智能觀察系統(tǒng)，使員工能夠遠(yuǎn)程管理遙控挖掘機(jī)。根據(jù)現(xiàn)場測試實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，建議的方法將挖掘操作時(shí)間減少了12.5%，在平整情況下減少了14%，同時(shí)增強(qiáng)了實(shí)用性和人體工程學(xué)設(shè)計(jì)21%。

當(dāng)涉及到具有不同品質(zhì)的機(jī)器人時(shí)，許多復(fù)雜的建筑維修和檢查任務(wù)都需要協(xié)作。用于隧道檢查的眾多機(jī)器人系統(tǒng)已經(jīng)創(chuàng)建。四個(gè)機(jī)器人，特別是一個(gè)調(diào)查機(jī)器人、一個(gè)轉(zhuǎn)移機(jī)器人以及兩個(gè)接力機(jī)器人，繼續(xù)組成該系統(tǒng)。為了成功地進(jìn)行生態(tài)監(jiān)測和探索任務(wù)，傳輸功能對于多機(jī)器人系統(tǒng)來說非常重要。對于某些多機(jī)器人系統(tǒng)，研究人員繼續(xù)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)圖，以便最大限度地利用各種機(jī)器人內(nèi)的測量方法。

自動化施工規(guī)范審查流程

當(dāng)涉及到建筑項(xiàng)目時(shí)，審查施工規(guī)范對于成功至關(guān)重要。施工規(guī)范詳細(xì)說明了承包商必須滿足的項(xiàng)目的每個(gè)施工先決條件。盡管施工規(guī)范主要是根據(jù)國家指南起草的，但許多條款存在錯(cuò)誤，例如不適合現(xiàn)場條件的標(biāo)準(zhǔn)。因此，在施工規(guī)范方面糾正錯(cuò)誤非常重要。

值得注意的是，專業(yè)人士繼續(xù)渴望一種自動化方法，以便于審查施工規(guī)范。這項(xiàng)研究恰好解決了文檔之間發(fā)生的句法不一致問題，這反過來又影響了現(xiàn)場構(gòu)建規(guī)范的自動評估。本研究的想法是提出一個(gè)自動化系統(tǒng)，通過NLP檢查不同的語義特征來評估具有足夠工業(yè)實(shí)用性的施工規(guī)范。

值得注意的是，NER模型的設(shè)計(jì)目的恰好是為了讓計(jì)算機(jī)能夠理解文本，而不管句子結(jié)構(gòu)如何。NER恰好是一種文本挖掘方法，可以識別文本中的相關(guān)關(guān)鍵詞。作者繼續(xù)創(chuàng)建了一個(gè)條款配對模型，以幫助計(jì)算機(jī)評估文本，無論條款是如何組織的。最后，基于Web的原型的UI和UX的設(shè)計(jì)是為了方便行業(yè)從業(yè)者。

事實(shí)上，與其余現(xiàn)有模型相比，新模型的時(shí)間縮短了22.3%，而精度提高了約24.2%。這種自動化模型也可以應(yīng)用于其他行業(yè)，只需進(jìn)行一些系統(tǒng)更改，就建筑行業(yè)而言，它確實(shí)是一個(gè)游戲規(guī)則改變者。

自動化增材建造

當(dāng)談到促進(jìn)在大規(guī)模建筑中使用增材制造方法時(shí)，基于擠出和基于粉末的技術(shù)已被認(rèn)為是最可行的程序控制。由于增材制造過程中的自動化元素，增材制造在建筑中的應(yīng)用不僅可以減少錯(cuò)誤，從而減少浪費(fèi)材料，而且還可以降低相關(guān)成本，同時(shí)允許可持續(xù)發(fā)展功能材料的結(jié)構(gòu)。

未來方向——自動化增材建造

根據(jù)最近發(fā)表的一篇文章，必須執(zhí)行幾項(xiàng)重要任務(wù)才能快速接觸自動化施工方法，特別是自動化增材制造技術(shù)。

除了在自動化施工方面改進(jìn)硬件工程和制造工藝之外，還需要開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)化的控制軟件以及慣例，以便通過單獨(dú)的方法精確有效地制造具有足夠耐久性的大型結(jié)構(gòu)?；蚨鄼C(jī)器人解決方案。

由于其廣泛的應(yīng)用，在多機(jī)器人自主增材建造通道的節(jié)能無碰撞過程規(guī)劃方面的理論和算法結(jié)構(gòu)的建立，如最優(yōu)零件區(qū)分、任務(wù)分配、組織、軌跡估計(jì)等以及重新定位，已成為相當(dāng)必要的。

數(shù)字化改造將如何繼續(xù)影響建筑行業(yè)的勞動力？

通過數(shù)字化制造方法和新技術(shù)的結(jié)合，建筑行業(yè)的自動化和數(shù)字化繼續(xù)為解決長期存在的挑戰(zhàn)提供了可能性。盡管對勞動力的確切影響尚不清楚，但它最有可能擾亂就業(yè)。它尤其會繼續(xù)影響準(zhǔn)備階段和實(shí)施階段。因此，預(yù)計(jì)當(dāng)前的建筑角色將繼續(xù)發(fā)展，并且將創(chuàng)建新的角色。最終，當(dāng)前分散的項(xiàng)目將被基于項(xiàng)目的集成所取代，而基于項(xiàng)目的集成將通過數(shù)字化實(shí)現(xiàn)。

事實(shí)上，機(jī)器人技術(shù)和自動化將繼續(xù)發(fā)展，并在未來為建筑行業(yè)及其工人帶來眾多好處。

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