自主建设

虽然2020年是我们可能希望忘记的一年，但2021年可能会作为发生巨大变化的一年而被铭记。事实上，如果说疫情带来了什么好处的话——至少在建筑业方面——那就是建筑业终于意识到技术带来的好处了。

例如，我们看到建筑技术初创企业大量涌现，其中许多公司正在让我们离建筑工地上的全自动机器更近一步。这可能会让一些人担心，但不应该如此;其主要驱动力是提高效率、减少排放、提高操作人员的舒适度和安全性。

高科技初创公司Built Robotics的副总裁高拉夫·基卡尼(Gaurav Kikani)认为，一种不同的建造方法早就该出现了。他说:“我们今天的建筑方式与50年前的建筑方式基本没有变化。在两年内，我认为我们真的会有转机，你会看到机器人在建筑工地上的应用出现爆炸式增长。

“我们将开始看到技术创新从机械方面转向软件方面。这一变化最终将是建筑行业的一大胜利，帮助我们更好、更快、更高效地建设，以应对建筑世界中的最大挑战。”

今天在市场上可以买到

在这篇文章中，我们将探讨当今承包商或多或少可以使用的半自动和全自动设备所能承担的各种应用。一个直接的例子是Bauer子公司Rammtechnik (RTG)的打桩钻机操作远程控制。

RTG表示，使用新工具，整个安装过程可以在15分钟内由操作人员完成，具有显著的安全效益，特别是在空间紧张的场所。

RTG董事总经理Bernhard Lindermair表示:“新开发的操作遥控器可用于所有应用。通过远程控制，您可以将钻机定位，并在远程控制单元上获得操作的所有功能。

“这台机器配有一个iPad，你可以把它从机舱里拿出来，放在遥控器上。所以，你可以看到所有的功能，并做出报告，这对于打桩钻机来说绝对是独一无二的——在安全方面向前迈出了一大步，而且现在重要的是，你可以在单人作业中使用该机器。”

卡特彼勒最近举行了一场新闻发布会，宣布从2021年第一季度起，欧洲的建筑承包商将可以购买其Cat Command遥控站。

Cat生产力-自动化和自治全球商务经理Jason Ramshaw表示，最新版本的命令解决方案有可能让操作员在世界任何地方对他们的机器进行全面、几乎实时的控制。

他说，对于雇主来说，能够将他们的操作员从潜在危险的现场转移是一个改变游戏规则的场景

这是迈向建筑行业更大自主权的第一步。

拉姆肖补充说，最新指挥站的屏幕质量，加上车载技术——包括机器本身的四个摄像头设置——意味着远程操作员可能比在驾驶室里更能欣赏到机器周围的景色。

该技术最初应用于中型挖掘机，从320到340，预计到今年第三或第四季度，也将应用于小型推土机D5和D6。

会议期间播放的一份客户概况显示，总部位于美国的土木承包商赛亚(Saiia)在该国东南部一个以危险环境著称的灰场使用了多个Cat指挥站。

该公司表示，让多名操作人员坐在舒适的办公拖车环境中，不仅提高了安全性，还减轻了操作人员的压力，辅助了指导，并在团队中分享了技巧和经验。

半自治的机器人

总部位于列支敦士登的喜利得(Hilti)生产了一台相对较小的机器，展示了建筑工地在自动化方面取得的巨大进步。

到2020年底，该OEM向市场推出了第一个机器人。Jaibot是一款半自动移动钻井机器人，专门用于钻天花板上的洞。让机器有点不同的是，它利用建筑信息模型(BIM)数据在钻孔前准确定位自己在所需区域内。

喜利得机器人产品经理Julia Zanona说:“我们研究了建筑工地的日常工作中压力最大的工作，主要是管理工作。

“从一开始，对我们来说，开发一个机器人解决方案，在最需要的地方为客户提供支持是很重要的。Hilti Jaibot与安装团队一起工作，承担了最艰苦和最疲惫的任务。”

除了减轻人工负荷，帮助减少项目的时间和预算超支，Hilti表示，支持bim的机器人，如Jaibot，可以使施工过程更加透明，每天的现场进度报告直接发送到云端。这种报告的另一个好处是，在建筑物建立时，可以及早发现行业之间的潜在冲突。

作为一项技术研究，德国制造商Bomag的Robomag BW154自动串联压路机于2019年首次在德国宝马展览会上亮相，这是自动化在建筑行业使用的另一个很好的例子。全自动设备可能会改变道路建设的面貌。

机器的“操作员”使用笔记本电脑(或台式机)来划分地理围栏，或者定义一个需要滚动的区域。一旦完成，滚轮使用GPS传感器确保其保持在作业范围内，并自动工作，直到整个区域被压实。

除了加载geofence参数外，操作人员只需选择所需的层厚度;Bomag的车载(沥青管理器)技术可以测量材料的刚度，并监测所需的压实力，以达到预期的效果。

Robomag还具有手持遥控单元，使操作人员能够将机器带出地理围栏区域进行进一步压实。

在运行时，Robomag利用四个传感器来探测障碍物(包括人)，但两侧也有紧急停止按钮。

当Robomag在2020年美国博览会上展示时，Bomag美洲地区的产品经理Bert Erdman表示，这款机器的一大好处是消除了操作中的人为错误，滚轮可以自行智能决策压实。他补充说，这是在采矿隧道等危险区域使用的完美选择。

软件是关键

当Built Robotics的Gaurav Kikani参加我们最近的一个关于自主主题的建筑技术网络研讨会时，他说:“建筑实现下一个巨大飞跃的关键因素真的将在软件方面——这是自动化背后的核心技术存在的地方。”

该公司成立五年，为现有设备开发升级系统。这个系统基本上把标准设备变成了完全自主的施工机器。

当Kikani谈到完全自动驾驶时，他指的是所谓的4级自动驾驶，这意味着驾驶室里没有操作员。在这个级别上，机器可以接收操作命令，并在没有监督的情况下执行这些命令。

随着该系统的推出——据Built公司称，该公司的机器人已经部署在整个行业——Kikani认为，我们正在看到建筑行业的“范式转变”，并将新技术称为“自水力学以来最大的事情”。

沃尔沃自动驾驶解决方案(VAS)总裁尼尔斯•耶格(Nils Jaeger)也有类似的理念。他说:“我绝对相信自主解决方案对社会有益。这个新行业将提供很多价值——安全、高效、灵活、可持续性和经济。

“进步是不可能停止的——这项技术将会发生——我坚信它将是一股向好的力量。事实上，如果我们在发展方面走得更远，新冠肺炎的影响就会更小。”

积家负责开发高速公路和非高速公路车辆的自动驾驶系统，但他表示，在公路车辆方面仍有许多障碍需要克服。他认为，在非公路领域，技术已经足够成熟，可以提供可靠的替代方案。

VAS Off-Road负责人Perjohan Rosdahl表示:“我们的方法是从小处开始，在一个严格限制的环境中，随着时间的推移建立我们的成功。采石场是一个完美的开始，那里有明确的装卸地点，通常是短路的。”

采石场往往已经仔细制定了安全计划，VAS表示，在这些环境中放置自动机器时，没有必要改变监管规定。

VAS与沃尔沃建筑设备密切合作，表示其新机器，无论是专门开发的自动驾驶设备(如TA-15拖车)，还是传统的基于操作员的设备，都使用相同的自动驾驶平台、编码语言等。这让他们能够以同样的方式“交谈”，并提供轻松扩展的能力。

通过这种方式，虽然不是所有的机器都将是自动的，但它们将是“自动启用的”，允许VAS使用其专有的自动驾驶套件将标准产品“升级”为无人操作的机器。

场地扫描、勘测和进度监测等任务都是重复性的，从技术角度来看，也很简单。

在这一领域，大多数外行都能想象一台自动设备来完成这项任务。然而，很少有人能想象出波士顿动力公司所设想的解决方案，也很少有人能理解它所蕴含或承载的复杂技术。

Spot是一个极其复杂的机器人平台，它的四条腿运动采用了尖端技术。这台机器的移动性使它可以在建筑工地的几乎任何地方行走，包括上下楼梯和松软不平的地面，同时背上携带一系列扫描和数据收集软件。

去年10月，波士顿动力公司与软件巨头Trimble建立了战略联盟，允许Trimble销售和支持Spot，为建筑市场提供集成扫描、全站仪和GNSS技术。

Boston Dynamics业务发展副总裁Michael Perry谈到该协议时说:“集成解决方案将使任何工地负责人能够部署Spot和Trimble技术，通过实时数据收集准确地查看施工进度。通过更全面地了解现场活动，项目经理可以采取主动措施，确保按时、按预算和更安全地交付项目。”