从机器人入侵到虚拟现实设计建筑业正在发生呢

从机器人“入侵”到虚拟现实设计 建筑业正在发生怎样的变革

从机器人“入侵”到虚拟现实设计 建筑业正在发生怎样的变革2018/01/02 09:55到好友或朋友圈

分享到分享到新浪微博 分享到空间 分享到好友 分享到朋友圈 随着技术革新以星火燎原之势在各领域展开，建筑业也在发生着日新月异的变革。新材料和新技术的应用，让建筑行业从设计到施工，再到后期管理与维护，都变得更加自动化、智能化、绿色化。

回顾过去，那些让人印象深刻的建筑业创新解决方案就像一种指南，标志着建筑业的科技变革，以及未来的进化方向。

勤劳的施工机器人

在建筑施工现场，传统的平地机、装载机、反铲挖掘机等机械设备早已实现自动化控制。

2017年，得益于人工智能和机器人技术的快速爆发，建筑施工机械设备的自动化技术进一步得到加强，一些新型机器人已经应用到施工现场。

美国建筑机器人公司Construction

Robotics研发的砌砖机器人SAM开始和建筑工人共同工作，以减少工人高强度的工作压力。通过传送带、机械臂和混凝土泵，SAM一天可以砌3000块砖，是建筑工人的6倍。

美国建筑机器人公司Built

Robotics研发的无人驾驶履带式装载机可以利用Lidar(激光探测与测量)技术、GPS和自动化软件在工地自主行动，按需进行挖掘和推土。

澳大利亚力拓集团(Rio

Tinto)已经在其采矿作业中部署了一支包括卡车、自卸卡车和一辆重达320吨的巨型机械在内的自动驾驶车队，该车队由远在千里之外的珀斯总部工作人员进行远程控制。

虚拟现实技术的应用

虚拟现实和沉浸式设计在建筑设计阶段已经有很多的应用和成功案例，已经成为很多建筑公司的常规技术工具。特别是面对医疗场所等有特殊要求的建筑时，虚拟现实技术正在加速推动行业变革。

由于医疗机构手术室、急诊室和其他科室的组成非常复杂，必须进行试运行，以确保重要的医疗设施和医院基础设施能在紧凑的空间内高效工作。

因此，搭建实体模型是传统的医疗机构建筑在施工前很常见的工序，但是搭建实体模型耗时且昂贵，在北京市海淀区招投标B1级聚氨酯每立方米已低至1400元搭建过程中，容易因各种问题导致重新制作，从而造成成本增加和工期延迟。

2017年，美国建筑公司Layton

Construction在为阿拉巴马州佛罗伦萨市设计一个占地48.5万平方英尺，拥有280个床位的医疗中心时，利用虚拟现实技术，在设计阶段和建设过程的关键阶段创建虚拟的实体模型，对手术室和其他重要医疗设施进行用户测试。

利用虚拟现实技术，为医院节省了约25万美元的实体模型制作费用，并节省了预制和设计变更的时间，加快了项目审批和施工进度，最终提前两个月完成预制提交。

Layton Construction将扩大虚拟现实技术的应用，并运用声音、触觉反馈和增强现实技术来提升测试体验。

增强现实技术的应用

相比虚拟现实技术，多年来，在建筑行业中，增强现实技术的应用更加理论化。

一款名为AirMeasure的iOS

APP正在改变这种情况，该APP堪称一个“终级增强现实工具包”，内含15种模式，只需要使用智能即可获取准确的现场测量结果。

提到增强现实技术，还记得Google Glass吗?尽管Google

Glass并没有普及并成为一种个人消费产品，但在制造业中却有着非常重要的作用，未来在建筑应用领域可能也会有较明朗的应用场景。

虚拟现实技术公司DAQRI发布的DAQRI智能头盔也是一种工业级人机界面产品，通过头盔护目镜可以将逼真的3D

BIM模型带入工作现场，在为工人提供安全保障的同时，使生产效率最大化。

循环商业模式

循环商业模式，与其说是一种技术，不如称之为一种哲学。

备受关注的卡塔尔2022世界杯体育场——拉斯阿布阿邦体育场就是这样一种商业模式的典型代表。该体育场由西班牙的芬威克·伊里巴伦建筑事务所设计，可容纳四万人，是世界上首个可拆卸、可重组的大型体育场。

正是为了解决历史上大型赛事，包括奥运会、世界杯完赛后，体育场不能被充分利用这一问题，该体育场采用了可拆卸的条索结构。在世界杯结束后，球场可以被方便地拆卸，而零部件可以在其他需要的地方进行重构。

“Circl”是由欧洲建筑集团Royal

BAM实施的一个试点项目，项目一开始就定位于可解构的大型展馆。其设计思路是利用模块化建筑技术和详细的资源追踪，可以将项目中所有部分的材料全部重新运用到其它建筑上。

通过解构并重新利用，使整个建筑材料得以循环使用，大幅减少了建筑材料的成本和浪费。Royal

BAM正在尝试利用租赁的方式，实现原材料的100%重新利用。

环保沥青

从20世纪60年代起，建筑科研人员成功利用废旧汽车轮胎作为一种沥青混合料，提高沥青质量、降低原料成本，并减少了垃圾填埋和处理成本。

近年来，该技术已经扩展到将废旧塑料瓶等一次性塑料制品加入到沥青之中。

荷兰建筑公司VolkerWessels近日公布了一个完全由再生塑料制成的路面建造方案，通过预制生产，可以像乐高玩具一样进行道路拼接。

相较于传统沥青道路，该塑料道路具有材料轻、易运输、易安装、施工时间短、易维护、更环保等优势。

荷兰鹿特丹市对此非常有兴趣，甚至有计划使用该方案建造一条新自行车道。

塑料和橡胶并不是唯一可添加到沥青的再生材料：澳大利亚皇家墨尔本理工大学的研究人员将烟蒂掺入沥青，在提高道路质量的同时，还能固定重金属。

在悉尼，研究人员正在尝试将回收的打印机碳粉添加到入沥青中。

3D打印的混凝土桥梁

混凝土打印机并不是什么新发明，早在2013年时，就已经出现了。最近两年中，两座3D打印混凝土桥加速了现场打印技术的实际应用。

2016年12月14日，西班牙加泰罗尼亚高级建筑研究所在马德里设计了世界上第一座3D打印的人行天桥。

2017年10月17日，荷兰埃因霍温理工大学和建筑集团BAM Infrastructure合作设计并建造的3D打印混凝土自行车桥正式开放。

现场3D打印桥梁无需运输和组装，既缩短了建造过程，又减少了水泥的使用量，同时减少了二氧化碳排放，更加环保。

可自愈的混凝土

混凝土是建筑施工中最基本的重要材料，也是世界上应用最广泛的建筑材料。毫不夸张的说，是混凝土成就了现代都市的繁荣。

但是，混凝土也带了诸多环境问题，如混凝土会出现开裂现象，从而影响建筑安全。

替换能源和生物基材料等终端市场

美国罗格斯大学的科学家借用两千多年前罗马人的智慧，使用一种石灰石产生的名为Trichoderma

reesei的细菌，作为一种混凝土混合物，可以在混凝土出现细微的裂痕时将其修复。

可以发电的太阳能公路

早在2014年，美国Solar

Roadways公司推出一种嵌在路面上的模块化太阳能电池板的发电系统，并在爱6、征求公众意见的主要事项达荷州桑德波因特的试点项目获得了超过200万美元的资金。

2017年，美国密苏里州交通部采用了该公司的试点项目，并由联邦高速公路管理局提供了75万美元用于开发和测试。

2014年，荷兰公司SolaRoad在阿姆斯特丹打造了一条太阳能供电的自行车道。该导致压力试验机出现误差的原因有哪些公司认为，随着技术进步，成本会降低，太阳能道路会在15年内收回成本。

2016年12月，法国公路承包商Colas与法国国家太阳能研究院合作，在诺曼底地区的一个小镇建造一条1000米长的太阳能公路Wattway，预计可以满足5000人口小镇的公共照明用电。

作为一项由政府资助的可再生能源技术探索的组成部分，Wattway系统正在美国乔治亚州西部的农村进行试点。

值得一提的是，我国在该领域处于领先地位。2017年12月28日，全国首条拥有自主知识产权的太阳能高速公路在山东济南正式通车。

试验道路全长1120米，预计年发电量约100万千瓦时，每年可减少1550万吨的二氧化碳排放。电动汽车在该公路上可以实现边跑边充电，下雪还能自动融化路面积雪。

除太阳能技术外，还有很多创新企业正在将各种新技术和新材料应用到道路建设上，未来的道路将更加智能和环保。

科技正在加速改变建筑行业。

未来，人性化将是建筑物和公用设施的主要设计理念，智能和绿色将成为所有建筑的内在特征;而建筑施工过程也将越来越智能，越来越安全;以少量技术人员为主，自动化机械为辅，将成为未来建筑业的发展方向。

：Jason

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徐晓兰：机器人可协助拓展工业互联“智能+”效用工业互联是推动高质量发展的国家战略性新型基础设施，具有大范围、多场景、低时延、高可靠的典型特征，需要集中投入和着眼长期回报。工业互联的建设目标，是要围绕陆、海、空、天形成全维度覆盖，面向虚拟世界与物理世界打通全领域连接，针对人类生产生活提供全方位支撑。目前，工业互联正在两化融合与智能制造的基础上持续扩大和升级，从内部拓展到外部，从串行上升到并行，从线性发展到非线性，进一步促进大数据、云计算、人工智能、5G等新一代信息技术与制造业的深度融合。工业互联通过数据、劳动、技术、资本、市场等全要素的全面互联，供应链、创新链、服务链、物流链、金融链等全产业链上下游的高度协同，以及从价值单点式迁移到价值络化共生，从商品交换到信息交换再到知识和能力交换的全价值链革新重构，大幅提升工具的效用及效率，显著优化决策的流程与机制，持续创新以定制化、服务化、融合化为特征的生产方式、组织形式和商业范式，实现供给侧与需求侧的精准对接和实时匹配，构筑数字化、络化、智能化的新型生产制造体系和服务体系，赋能制造业和实体经济转型升级。而机器人既是先进制造业的关键支撑装备，也是改善人类生活方式的重要切入点，其研发及产业化应用是衡量一个国家科技创新、高端制造发展水平的重要标志。根据机器人的应用环境，国际机器人联盟（IFR）将机器人分为工业机器人和服务机器人。其中，工业机器人指应用于生产过程与环境的机器人，主要包括人机协作机器人和工业移动机器人；服务机器人则是除工业机器人之外的，用于非制造业并服务于人类的各种先进机器人，主要包括个人/家用服务机器人和公共服务机器人。我国结合自身技术和产业发展实践，将机器人划分为工业机器人、服务机器人、特种机器人三类。其中，工业机器人指面向工业领域的多关节机械手或多自由度机器人，在工业生产加工过程中通过自动控制来代替人类执行某些单调、频繁和重复的长时间作业，主要包括焊接机器人、搬运机器人、码垛机器人、包装机器人、喷涂机器人、切割机器人和净室机器人。服务机器人指在非结构环境下为人类提供必要服务的多种高技术集成的先进机器人，主要包括家用服务机器人、医疗服务机器人和公共服务机器人，其中，公共服务机器人指在农业、金融、物流、教育等除医学领域外的公共场合为人类提供一般服务的机器人。特种机器人指代替人类从事高危环境和特殊工况的机器人，主要包括军事应用机器人、极限作业机器人和应急救援机器人。那么，机器人在工业互联中发挥了怎样的作用？（一）支撑数显弹簧试验机功能与特点构建工业互联的数据基础工业数据是工业互联采集、传输、存储、分析和应用的关键资源要素,并随着工业互联创新发展战略的深入贯彻实施而不断被赋予新的使命，成为助推现代工业体系升级和支撑制造业数字化、络化、智能化转型的基础动力。部署在生产制造现场的机器人能够通过大范围、深层次的工业数据采集，以及异构数据的协议转换与边缘处理，构建工业互联的数据基础。主要分为三种方式：一是通过各类通信手段接入其他不同设备、系统和产品，采集海量数据；二是依托协议转换技术实现多源异构数据的归一化和边缘集成；三是搭载边缘计算功能实现底层数据的汇聚处理，并实现数据向云端平台的集成。（二）协助拓展工业互联“智能+”效用一是引导集聚大量智能化要素。机器人作为工业互联体系的重要组成部分，承载着大量相关系统、工艺参数、软件工具、企业业务需求和制造能力，引导汇聚和链接着大量工业资源，通过交互协同和迭代优化，为智能的产生提供必要基础，创造制造业智能化发展的前提条件。二是带动工业资源智能化配置。机器人能够发挥工业互联平台的重要作用，成为工业全要素链接的枢纽，向上对接工业应用，向下连接海量设备，持续沉淀和积累海量具备应用推广价值的工业经验与知识模型，通过更为科学、高效的工业资源配置方式及路径，驱动制造业体系和生态的智能化升级与运转。三是有效突破制造业智能化升级瓶颈。机器人搭载的计算架构日益先进，并能够与高性能云计算基础设施相联通，从而实现对海量异构数据的集成、存储与计算，切实解决工业数据爆炸式增长与现有工业系统计算能力不相匹配的瓶颈问题，加快制造业以数据为驱动的络化、智能化进程。互联对机器人发展有怎样的促进作用？一是协助机器人实现互联互通与数据共享。通过基于工业互联的大数据技术实现机器人相关数据分析与共享，减轻劳动强度，改善作业环境，从整体上提高生产率、降低成本。据统计，采用工业互联的机器人能够帮助生产企业的生产效率提高8%-15%，而生产成本降低8%-15%。二是有效降低机器人损耗及维修成本。通过远程实时数据监控管理和报警，及时同步生产管理状况，使机器人在工作期间有效地降低物耗，有效避免变形、划伤、碰伤，每年可以减少30%以上的维修造成的停产成本。三是支撑机器人开展定制化生产。通过工作模型的设计与优化，使机器人快速适应多品种、小批量的定制化生产，产品快速更新换代，适应日益激烈的市场竞争，有效节约投资，形成规模效益。[详细] 15:32

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