智能機(jī)器人在未來(lái)建筑工程中的作用

【摘要】人工智能正在以飛速的發(fā)展速度和廣闊的前景占領(lǐng)著我國(guó)的各個(gè)領(lǐng)域，包括醫(yī)療、電子、信息、教育等等，為諸多領(lǐng)域打開(kāi)了新的大門，擁有者更加廣闊的前景。相對(duì)于其他領(lǐng)域，在建筑領(lǐng)域中，人工智能發(fā)展起步較晚，目前仍處于探索與嘗試的階段，不過(guò)依照人工智能快速處理數(shù)據(jù)、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、整理匯總資料等優(yōu)點(diǎn)，人工智能能夠?qū)崿F(xiàn)代替人類處理更為復(fù)雜的問(wèn)題，其前景還是很廣闊的，具有很大的發(fā)展空間。

【關(guān)鍵詞】智能機(jī)器人；建筑工程

本文通過(guò)對(duì)智能機(jī)器人迅速發(fā)展的原因，建筑工程中智能機(jī)器人的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)及當(dāng)前現(xiàn)狀進(jìn)行分析，總結(jié)出智能機(jī)器人在未來(lái)建筑中的作用。在建筑工程中，智能機(jī)器人一般充當(dāng)著智能執(zhí)行設(shè)定程序，完成施工任務(wù)的角色。就目前智能機(jī)器人的發(fā)展來(lái)看，一些簡(jiǎn)單的建筑工程任務(wù)是可以完成的，例如根據(jù)提前編好的程序進(jìn)行操作，或者替代人類進(jìn)行復(fù)雜計(jì)算、匯編等等。放眼未來(lái)，對(duì)于智能機(jī)器人來(lái)說(shuō)，在建筑領(lǐng)域智能機(jī)器人可以實(shí)現(xiàn)的技術(shù)、起到的作用還可以很多。

1、智能機(jī)器人應(yīng)用的原因

1.1人工智能技術(shù)的推進(jìn)

目前，我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展帶動(dòng)了許多高精尖領(lǐng)域的快速發(fā)展，尤其是現(xiàn)在應(yīng)用較廣的人工智能技術(shù)，它使得醫(yī)療、教育、電子產(chǎn)品都有了質(zhì)的突破，擺脫了原有傳統(tǒng)行業(yè)的桎梏，將原來(lái)的構(gòu)想變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，極大地豐富了我們的想象以及方便了我們的生活。人工智能的發(fā)展也促使了智能機(jī)器人的廣泛應(yīng)用，在銀行、交通運(yùn)輸?shù)裙驳攸c(diǎn)已經(jīng)有了智能機(jī)器人的身影，它已經(jīng)不僅僅在教科書上、在電視機(jī)里，已經(jīng)成為大眾生活中的常見(jiàn)配置。這種巨大的改變，的確為我們?nèi)粘Ｉ顜?lái)了便利，同時(shí)也豐富了我們的生活，并且應(yīng)用的越來(lái)越廣。

建筑的發(fā)展史是人類社會(huì)不斷進(jìn)化演變的過(guò)程，各個(gè)歷史時(shí)期有不同的建筑工程施工過(guò)程，從側(cè)面也反映了建筑技術(shù)的不斷進(jìn)步。隨著人類社會(huì)的發(fā)展，從原始社會(huì)到工業(yè)革命的進(jìn)化，人類科技也先后經(jīng)歷了蒸汽時(shí)代、電氣時(shí)代、自動(dòng)化時(shí)代到如今的智能時(shí)代，這種歷史的推進(jìn)也使得在建筑領(lǐng)域智能機(jī)器人應(yīng)用的地方不斷增多，技術(shù)的推進(jìn)必然導(dǎo)致原有舊技術(shù)的淘汰，更新的技術(shù)的更迭。

1.2建筑行業(yè)發(fā)展的必然要求

建筑的發(fā)展是根據(jù)經(jīng)濟(jì)以及科技的進(jìn)步為前提的，中國(guó)經(jīng)過(guò)改革開(kāi)放到如今，經(jīng)濟(jì)上飛速發(fā)展，成為世界上第二大經(jīng)濟(jì)體，人們對(duì)于建筑的要求已經(jīng)不是簡(jiǎn)單地“住所”的要求，而是向著更高層化、多樣化的方向發(fā)展，這必然導(dǎo)致施工過(guò)程的復(fù)雜。所以建筑行業(yè)的發(fā)展和對(duì)其的需求也必然導(dǎo)致了相關(guān)技術(shù)需要相適應(yīng)。智能機(jī)器人是滿足建筑行業(yè)發(fā)展的必然要求。

2、智能機(jī)器人應(yīng)用的作用

2.1高效性

目前階段在建筑施工過(guò)程中來(lái)看，建筑工地已經(jīng)有了一定的機(jī)械化設(shè)備的施工，大部分施工過(guò)程已經(jīng)擺脫了傳統(tǒng)的施工方式，解放了部分建筑工人的雙手。但智能化的應(yīng)用還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，仍處于機(jī)械化生產(chǎn)的初級(jí)階段，人工智能甚至智能機(jī)器人的應(yīng)用都十分少有。許多建筑的工序使用人工的手段周期性較長(zhǎng)而且伴隨著不必要的誤差，有可能小小的失誤就會(huì)造成嚴(yán)重的后果，這些是無(wú)法彌補(bǔ)的，而應(yīng)用智能機(jī)器人則能歐有效避免這一失誤。首先是效率上的，一些復(fù)雜、冗余的數(shù)據(jù)處理與分析，以及資料的查找、匯總等等都會(huì)耗費(fèi)大量的人力、物力，而智能機(jī)器人在這些方面更為便捷、迅速，能節(jié)省施工周期。此外，智能機(jī)器人計(jì)算、處理方面都較為精準(zhǔn)，出現(xiàn)誤差的可能性極小，大大提高了施工的效率。

2.2安全性

建筑施工現(xiàn)場(chǎng)是具有一定的危險(xiǎn)性的，常常伴隨著高空作業(yè)或者狹窄空間作業(yè)等等，這就會(huì)有一定的危險(xiǎn)性，人工安全的得不到保障。并且由于大部分都是室外作業(yè)，作業(yè)過(guò)程中受到外景影響的因素有許多，這更是一大不確定的因素。施工環(huán)境的不確定、施工強(qiáng)度較大以及作業(yè)條件艱苦這些都會(huì)讓工人處于危險(xiǎn)的境地，并且建筑施工過(guò)程的質(zhì)量完成時(shí)間也會(huì)受到環(huán)境的影響。應(yīng)用人工智能在建筑領(lǐng)域，就會(huì)大大縮減這種不確定性的影響程度，能夠在一定環(huán)境下保障施工的安全性。

2.3低成本

在建筑施工中，很大的成本都是源于人工的成本，并且人工常常具有不確定性，這使得隱形成本大大增加。將智能機(jī)器人代替部分人工就會(huì)很好的解決這一問(wèn)題。用智能化機(jī)器人代替人工，能夠?qū)①Y源進(jìn)行優(yōu)化并且合理利用與分工，會(huì)減少資源的浪費(fèi)以及人工的重復(fù)作業(yè)，并且還能進(jìn)行可利用回收，不僅降低人工成本，材料的使用成本也會(huì)隨之減少。從另一個(gè)角度來(lái)看，這滿足了當(dāng)下資源節(jié)約型社會(huì)的訴求。

3、智能機(jī)器人應(yīng)用的現(xiàn)狀

3.1智能機(jī)器人的分類

在建筑工程中，智能機(jī)器人的種類受到建筑工程的施工類型、過(guò)程、步驟等因素的影響，也會(huì)有不同的分類。在一定程度上來(lái)說(shuō)，所有的施工步驟都可以由智能機(jī)器人所取代。尤其是較為復(fù)雜的程序，可以用智能機(jī)器人所替代或者進(jìn)行輔助操作完成。建筑工程的施工過(guò)程主要由地基及基礎(chǔ)施工、澆筑施工、鋼筋混凝土施工、安裝施工等部分組成，每個(gè)部分中又包含著眾多小分類和具體的施工步驟。由于施工種類的繁多使得智能機(jī)器人的應(yīng)用也十分廣泛，所研發(fā)的種類也是紛繁復(fù)雜的。如果按照施工的性能分類的話，可以大致分為基礎(chǔ)作業(yè)機(jī)器人、主體作業(yè)機(jī)器人以及檢查完善機(jī)器人。這三類智能機(jī)器人各有分工，所屬的職能也各有不同?；A(chǔ)作業(yè)智能機(jī)器人主要是進(jìn)行基礎(chǔ)穿孔、鑿巖、混凝土的噴涂等作業(yè)；主體作業(yè)機(jī)器人種類最多，劃分也較為詳細(xì)，包括焊接、搬運(yùn)、澆筑、拋光、清除等等；檢查與完善主要負(fù)責(zé)清潔、修復(fù)、檢查等作業(yè)。根據(jù)建筑種類與作用的不同，智能機(jī)器人的分類還有很多，目前來(lái)看仍存在著更大的市場(chǎng)與潛能。

3.2智能機(jī)器人應(yīng)用場(chǎng)所

根據(jù)建筑施工的工藝特征的不同，智能機(jī)器人應(yīng)用的場(chǎng)所也各有不同，最主要的是應(yīng)用在建筑施工、裝飾、場(chǎng)地處理等場(chǎng)所。應(yīng)用場(chǎng)所的不同必然導(dǎo)致功能的差別，所起到的作用也不盡相同。

智能機(jī)器人應(yīng)用在施工場(chǎng)所主要包括測(cè)量、挖掘、噴涂等，每一個(gè)工序都對(duì)應(yīng)相應(yīng)的機(jī)器人進(jìn)行專門施工。在主體施工時(shí)，智能機(jī)器人主要包含鋼筋混凝土攪拌、混合等步驟，這也是施工的關(guān)鍵所在，是周期最長(zhǎng)的一個(gè)環(huán)節(jié)。在這個(gè)階段應(yīng)用智能機(jī)器人能夠大大縮減工期，效率也會(huì)相應(yīng)提高，成本也會(huì)降低。在裝飾施工階段時(shí)，包括門窗安裝、地面及墻面的找平，這個(gè)階段是要求施工的精度與準(zhǔn)確度，不能有半點(diǎn)差池。應(yīng)用智能機(jī)器人不僅效率高，其精確度能夠得到保證，能夠避免不必要的誤差與損失。

4、智能機(jī)器人的發(fā)展前景

目前來(lái)看，在全球智能化大生產(chǎn)的浪潮中，科技的進(jìn)步已經(jīng)已經(jīng)使大眾有了更高的需求，不再滿足于原有的現(xiàn)狀，人們?cè)谧非髮?shí)用性的同時(shí)也開(kāi)始向藝術(shù)性方面拓展。這種新的需求又促使原有的工藝、技術(shù)得不到滿足，人們開(kāi)始向智能化方向發(fā)展。在教育、醫(yī)療、公共行業(yè)都有了智能化的應(yīng)用，建筑領(lǐng)域也有了突出表現(xiàn)。

4.1建筑智能機(jī)器人技術(shù)核心

建筑智能機(jī)器人的關(guān)鍵在于技術(shù)層面上的攻堅(jiān)，主要是硬件的深層研發(fā)。首先是建筑機(jī)器人要具有一定的一定能力，這是實(shí)現(xiàn)建筑施工的基礎(chǔ)性技術(shù)。包含復(fù)雜情況下的辨別方向的能力，一定距離的移動(dòng)作業(yè)能力，以及避障、突發(fā)事件的處理的能力等等。這需要智能機(jī)器人能夠靈活處理多種情況。其次還要注意建筑機(jī)器人的傳感裝置，重要的是智能機(jī)器人的識(shí)別系統(tǒng)和傳感系統(tǒng)。此外，還要有末端的執(zhí)行系統(tǒng)，包含在各種情況下的處理程序。每項(xiàng)技術(shù)的核心都要保障其技術(shù)的精確度，這是技術(shù)研發(fā)的基礎(chǔ)，只有在精確度基礎(chǔ)上的開(kāi)發(fā)，才能實(shí)現(xiàn)真正意義上的技術(shù)研發(fā)成功。

4.2建筑智能機(jī)器人產(chǎn)業(yè)分析

目前，機(jī)器人的研發(fā)已經(jīng)形成一定規(guī)模的產(chǎn)業(yè)鏈，產(chǎn)業(yè)鏈上每個(gè)環(huán)節(jié)都環(huán)環(huán)相扣、緊密相連。主要包含三個(gè)環(huán)節(jié)，即上端產(chǎn)業(yè)鏈、中端產(chǎn)業(yè)鏈、下端產(chǎn)業(yè)鏈。包含著材料的供應(yīng)、銷售的需求、貨源的需求以及采購(gòu)的需求，這個(gè)鏈條中間也涵蓋了本體制造商、本地合作商、代理商以及零部件供應(yīng)商。從我國(guó)目前的發(fā)展情況來(lái)看，我國(guó)處于這條產(chǎn)業(yè)鏈的下游。

4.3建筑智能機(jī)器人發(fā)展前景

建筑領(lǐng)域的智能化研究已經(jīng)處于高速發(fā)展的時(shí)期，迎來(lái)了發(fā)展的“春天”?？萍嫉陌l(fā)展使得我國(guó)逐步從制造業(yè)向智能化過(guò)渡，已經(jīng)進(jìn)入了“工業(yè)4.0”這一全新的時(shí)代。這一理念主要是智能化工廠以及智能化生產(chǎn)，智能化大生產(chǎn)也為建筑智能化提供發(fā)展的良好環(huán)境，信息化、智能化都將與各個(gè)領(lǐng)域的合作必將迸發(fā)出新的火花。中國(guó)的機(jī)器人制造業(yè)也展現(xiàn)了強(qiáng)大的生命力，從智能機(jī)器人的銷售市場(chǎng)以及研發(fā)市場(chǎng)來(lái)看，我國(guó)建筑智能機(jī)器人畢竟迎來(lái)嶄新的階段。

結(jié)語(yǔ)：

本文通過(guò)對(duì)建筑行業(yè)中智能機(jī)器人應(yīng)用的原因、應(yīng)用的作用、當(dāng)前的現(xiàn)狀以及未來(lái)發(fā)展的前景進(jìn)行全面比較與分析，可以看出智能機(jī)器人的出現(xiàn)是受諸多因素影響的，是當(dāng)今社會(huì)發(fā)展的必然趨勢(shì)，也是經(jīng)濟(jì)發(fā)展與科技進(jìn)步的必然結(jié)果。在當(dāng)下，我們需要智能機(jī)器人在施工工程中對(duì)施工作業(yè)加以輔助，也要分清領(lǐng)域，選擇好適用于人工智能的場(chǎng)所，不能過(guò)于依賴。人工智能相較于傳統(tǒng)的施工作業(yè)來(lái)看，有著高效率、低成本，安全性較高等許多優(yōu)點(diǎn)，這是傳統(tǒng)施工所不能媲美的，我們要根據(jù)人工智能的優(yōu)點(diǎn)做好選擇再應(yīng)用。

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作者簡(jiǎn)介：

梅旭，廣東博意建筑設(shè)計(jì)院有限公司，廣東佛山。