共同发展人工智能建筑和机器人智能科技朝着AI建筑业的方向不断前进

导读

用机器人建造，用AR感知，用VR体验，用云和大数据连接，再搭配物联网，当AI遇上建筑业，其所带来的想象是如此诱人。

试想一个如此场景。

你站在一片荒芜的空地之前，带上AR头盔，AR设备为你展现出一个完美的现代化小区，绿树成荫、鸟语花香，抬头看到自己的家，阳光与现代建筑交相辉映。

这或许就是未来建筑。这一切都是AI+建筑业的成果，当AI真正渗透入建筑行业的各个部分，这似乎为当前各国所头疼的建筑工人不足的问题提供了一个解决之道，当老龄化“杀死”工人的过程中，AI为建筑行业的发展提供了一个新的路径，而这条路，似乎走的越来越顺畅了。

日前，绿地控股宣布，与人工智能技术企业深兰科技达成合作，共同发展人工智能建筑和机器人智能科技。这一切也正朝着AI建筑业的方向不断前进。

建筑业的老龄化之殇

谈起建筑业，也不免论及建筑业青年劳动力缺乏的问题。长期以来，建筑业具有“危、繁、脏、重”的属性，施工人员的工作条件极差，繁重的操作，工作环境充斥着泥浆、粉尘、噪声、震动，导致职业病高发。更重要的是，随着社会老龄化趋势加速，青壮年劳动力的供给将日益紧缺。

就日本而言，目前超过四分之一的日本人口年龄在65岁以上，这一数字预计在未来40年将跃升至40%。

日本65岁以上人口百分比

此庞大的老龄人口结构给政府和经济带来了巨大的挑战。而这在建筑行业中体现的尤为明显。随着适龄工作人口将急剧减少，其导致建筑业用工成本增加，施工方降低人工成本、提升施工效率和质量的需求日益强烈，数字化施工技术应用前景广阔。

建筑劳务用工老龄化预示着施工现场的青年劳动力在逐年减少，中老年劳动力在逐年增加，其体力、精力逐步衰退，操作的精确度变差，导致工程质量无法保证；再者，随着年龄的变化，中老年劳动力身体各项机能老化，尤其是反应的灵敏度降低，一定程度上成为导致人身安全事故多发的重要因素。

显然，建筑工人的老龄化现象已成为目前建筑业发展的阿克琉斯之踵。如何突破建筑业本身的人员壁垒，AI助力提出了这类难题的“最优解”。

“上帝视角”打造无人工地

在过去的十年中，无人机迎来了自己发展的黄金时期，它们从价值数百万美元的军用无人机中分离了出来，成功变成了民用的娱乐工具，带人们体验“上帝视角”创造的惊喜，现在它们更是成了许多行业生产力革新的排头兵。

无人机在建筑领域的应用为其发展打开了新的一扇窗。在地面以下的污垢池中，巨大的“挖掘者”正在半自主地工作，平整土地和挖沟渠。在过去的三年里，加利福尼亚州的Skycatch公司已经为日本的5000多个建筑工地提供四轴飞行器。这些工地大多位于东京地区及周边地区，由世界第二大建筑公司小松经营，作为其智能建筑项目的一部分。

现在Skycatch正在向混合中添加人工智能，进一步实现自动化过程并使人类几乎完全脱离。不久之后，它将把施工现场的控制交给智能自动机器。在Skycatch登场之前，小松靠着人类测量师来绘制地图，这个过程通常会占用一个小团队几天的时间才能完成。使用无人机时，则只需15分钟即可扫描并创建精确的地形三维地图。

Skycatch四轴工地无人机

除了施工控场，无人机还可以利用无人机在建设工地上巡飞，可以收集视频材料。视频会被转化成工地三维图片，再导入相应的计算机软件进行匹配，能查看工程进度规划和最初的建筑设计和是否相符。

在无人机测绘领域，人工测绘仅可得到30000个点；但如果使用测绘无人机，测到的点可以达到2500万个。而在时间的对比上，倘若是在平缓的地形测量，无人机的测绘工作以及后期数据处理工作的用时将会比传统人工测绘减少整整3倍时间。

AI拯救的建筑业

随着自动化的深入，人工智能与自动化装备将逐步接管施工现场，并带来一个高度自治的建筑业新时代。智能相对论（aixdlun）分析师柯鸣认为，因为AI本身所具有的强大分析、整理及应用能力，其在建筑业也必然“大有可为”，在建筑行业劳动力不足的情况下，以AI简化甚至替代部分劳动力，其可以从以下几个方面努力。

AI助力BIM模型构建

建筑讯息模型（BuildingInformation Modeling；BIM）是一个基于3D模型的过程，为构造、工程和建造（AEC）专业人员提供有效规划、设计、构建和管理建筑和基础设施。AutodeskRevit就是一款BIM软件（或称4D BIM），它允许用户以3D形式设计建筑物和内部组件，并将相关讯息与时间或排程相关联，以便与3D模型中的各个组件相关联，提供更完善的数据，并协助业主、建筑师和承包商有效沟通。

以武汉中心项目为例，武汉中心利用BIM的外型设计主要体现在基于BIM技术的参数化找形与幕墙设计。在BIM软件中，按楼层高度对最终方案模型进行切片，生成每个楼层的建筑轮廓线，在生成的建筑轮廓线转换进行参数化幕墙划分。通过参数的设置和调整改变幕墙板块的大小，并将单元体整合到建筑表皮中，最终确定以空间叠形的单元板块拟合超级空间曲面，呈渐变型、非线性、错缝式的空间错台变化。

机器人替代建筑工部分工作

2018年2月6日资诚联合会计师事务所（PwC）全球同步发布《AI机器人真的会偷走我们的工作吗？自动化对工作之潜在影响》研究报告，分析全球逾20万名劳工的工作任务和技术，自动化对各个产业劳工的冲击在2030年代中期，将达到30%。最可能被自动化取代的产业前3名依次是运输与仓储业（52%）、制造业（45%）和建筑业（38%）。

而机器人作为程序化设定的系统硬件，其拥有着人类所无法比拟的高强度、高效率、误差率小等优势，其无疑是人工智能发展的一重要领域。日前，日本建筑公司清水建设公开了一处实验设施，那里汇集了一批将“上岗”的建筑机器人，包括“天花板安装工”、“焊接工”和“搬运工”。

自动焊接的“焊接机器人”和安装天花板的“天花板施工机器人”

澳大利亚科技公司Fastbrick Robotics 设计 3D 建筑机器人 Hadrian X，工作效率是人工的 4 倍。24 小时连续工作的话， Hadrian X 两天内就可以建好一座房子。它可以读懂图纸，通过 3D 扫描技术，精确地计算出每一块砖头的位置，比建筑工人精准不少。

AI多元素标记施工现场

AI在现场施工中的应用，体现为其可以利用机器学习、语音和图像辨识将施工现场的照片和视频进行自动标记，以便整理数据及搜索。例如，AI可以采用深度学习模式分析影像和语音，以自动标记施工数据数据并主动向客户提供安全措施建议。

以Smartvid.io为例，作为一个施工现场的管理平台，其可以实现人工智能识别，即10分钟内可以辨别1080张施工照片，并正确辨别446张含有人像的照片、未戴安全帽者、未着安全反光衣者均可段时间识别。作为人工需要4.5小时才能完成的任务量，其可以大大缩短工作时间，也为施工安全提供了一个实时监测平台，辨别潜在风险，保障施工安全。

总之，AI对于建筑产业的替代是一个过程。我们所强调的并非AI完全入侵并取代传统建筑工人，这只是部分工艺和工序的优势互补。当然，这也将是一个渐进式的替换过程——AI助力设计、建造和营运维护。这也正符合着建筑物的生命周期：设计、建造、管理。

一个建筑工程是庞大而复杂的，AI技术的多方面应用可在诸多环节中改善施工的状况，工程建设对于AI的使用虽起步较晚，但将会带来的影响，依然不容小觑。