如果我们自动化施工会怎样?

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几个世纪以来，建筑业一直使用相同的材料和工艺。

但现在，随着全球人口迅速增长、建筑工人数量下降、生产率低下、住房需求巨大以及更可持续的建筑技术，变革的压力迫在眉睫。

上图:机器人可能在未来填补劳动力短缺(一)法师（由AIST提供）。

技术的崛起对建筑业来说是一个巨大的机遇；使其能够克服许多挑战，同时扩大对年轻人才的吸引力。

虽然自动化已经在许多方面进入了建设阶段，但进一步发展可能会带来真正的变革；填补找不到熟练劳动力的空白，让其他人专注于更重要的工作，并在提高质量的同时提高效率。

用人工智能进行设计

在设计阶段，架构师和工程师已经在使用建模工具，这些工具将传统上需要手工完成的工作自动化。

一些人现在正在使用“预测设计”软件——人工智能（AI）设计符合法规和最佳实践的建筑物和基础设施。

虽然建筑的文化重要性意味着设计过程不可能完全自动化，但人工智能很快就会在优化设计方面发挥重要作用；从数千个项目的学习中汲取最佳实践。

通过简单地输入关于场地条件和我们期望的结果的细节，机器可以为该场景设计出最好的房子、医院或学校，完全符合规定。

上图:人工智能和预测设计可以简化复杂的设计过程(一)法师（由GRAPHISOFT提供）。

这将建立在已经取得的进展的基础上离线生产.

随着建筑元素能够在自动化工厂大规模生产，从小型组件到整个模块，人工智能将能够从预定的零件套件中选择建筑材料，这些零件可以高效、可持续地大规模生产。

上图:建筑业“非现场制造”的兴起解释了这一点。

自动化施工现场

自动化现在也开始改变建筑工地。

在设计阶段的信息模型中开发的数字数据的基础上，现在可以由机器以更高的准确性执行广泛的任务。

Topcon的机器控制等技术将GPS与建筑设备和数字模型相结合，以部分自动化土方工程等任务。

上图:Topcon的机器控制技术(一)法师由Topcon提供)。

该机器利用全球定位系统（GPS）确定其位置，并提供高精度的数字平面图，从而能够以更快、更安全、更高效的方式进行挖掘或放坡。作品甚至可以通过实时更新进行调整。

全自动车辆也开始出现在现场，目前执行简单但劳动密集型的任务，如检查或材料运输。

随着时间的推移，拥有共同意识的人工智能自动驾驶汽车可以在创纪录的时间框架内协调计划和完成工作，从而提高效率，降低成本，同时限制对环境的影响。

事实上，半自动和全自动车辆的出现是机器人技术在建筑业广泛兴起的一部分。

上图:机器人技术在建筑领域越来越普遍(一)法师提供Odico模板机器人).

机械臂已经被编程来承担一系列重复的劳动密集型任务，例如移动材料、绑扎钢筋、建造砖墙，甚至3D打印结构。

在尖端领域，一些机器人已经呈现出更逼真的形态，包括波士顿动力公司（Boston Dynamics）的Spot Mini（正在勘测和检查建筑工地），以及日本国家先进工业科学技术研究所（AIST）开发的人形“HRP-5P”机器人。

在未来，这些栩栩如生的机器很可能会取代建筑中一些最直接、最需要劳动的元素——不是取代工作角色，而是填补那些找不到劳动力的地方的空白，帮助生产率发生根本性的变化。

在高空，无人驾驶飞行器（UAV）或“无人机”现在也正在进入现场上空，大大缩短了完成调查所需的时间，并使现场或建筑检查更加知情。

上图:无人机可以在现场发挥重要作用(一)法师由Topcon提供)。

如果无人机发挥更广泛的作用，它们可以支持蜂群建设、建筑的空中3D打印，甚至可以在不同地点之间运输材料和人员。

随着施工工程的进展，Topcon的GTL-1000等工具——它结合了机器人全站仪（RTS）和高清激光扫描仪的放线能力——使项目团队能够收集有关其项目的强大竣工数据，解锁更准确的进度报告，并帮助大幅减少现场错误。

数码大厦管理

一旦建筑工作完成，建筑和结构的部分自动化管理可以改善它们如何支持我们的福祉，并降低运行成本。

虽然机器人和自动维护机器现在正在被跟踪，但我们已经看到一些建筑分享了关于它们如何被使用、它们的系统的年代和它们的能源使用的先进信息，使它们能够以更有效的方式运行。

如果在全球范围内进行汇总，这些数据可以用于在流程开始时通知设计师，以及现场的人和机器人，改善我们每天都在使用的建筑环境。

尽管自动化常常引发人们对失业的担忧，但重要的是要记住，这些发展中的许多都是从行业范围内的技能短缺中产生的，而许多学徒计划和职业计划尚未解决这一问题。

如果任其发展，短缺可能导致建筑成本螺旋上升，以及房屋或医院等关键建筑的短缺，因为该行业难以跟上需求。

这些进步本身也创造了全新的产业，需要重新培训劳动力。

在一个对建筑的要求比以往任何时候都高的世界里，随着我们在这个星球上的进步现在依赖于创造足够的家园、照顾他人和限制我们建造环境的环境影响，大部分建筑的自动化是我们未来的关键。

了解更多关于Topcon.

由弗雷德·米尔斯叙述。额外的镜头和图像提供Topcon定位(GB)，斯威本理工大学，Scaled机器人，AIST，沃尔沃建筑设备，Odico模板机器人，GRAPHISOFT, Innovare系统，Katerra, Eliza Grinnell，哈佛工程和应用科学学院，Hal机器人，高级建筑机器人，建筑机器人，波士顿动力，苏黎世联邦理工学院和贝尔弗·比蒂。

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