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智能机器人在未来建筑工程中的作用

作者:未知

  【摘要】人工智能正在以飞速的发展速度和广阔的前景占领着我国的各个领域,包括医疗、电子、信息、教育等等,为诸多领域打开了新的大门,拥有者更加广阔的前景。相对于其他领域,在建筑领域中,人工智能发展起步较晚,目前仍处于探索与尝试的阶段,不过依照人工智能快速处理数据、发现问题、整理汇总资料等优点,人工智能能够实现代替人类处理更为复杂的问题,其前景还是很广阔的,具有很大的发展空间。
  【关键词】智能机器人;建筑工程
  本文通过对智能机器人迅速发展的原因,建筑工程中智能机器人的应用优势及当前现状进行分析,总结出智能机器人在未来建筑中的作用。在建筑工程中,智能机器人一般充当着智能执行设定程序,完成施工任务的角色。就目前智能机器人的发展来看,一些简单的建筑工程任务是可以完成的,例如根据提前编好的程序进行操作,或者替代人类进行复杂计算、汇编等等。放眼未来,对于智能机器人来说,在建筑领域智能机器人可以实现的技术、起到的作用还可以很多。
  1、智能机器人应用的原因
  1.1人工智能技术的推进
  目前,我国经济的发展带动了许多高精尖领域的快速发展,尤其是现在应用较广的人工智能技术,它使得医疗、教育、电子产品都有了质的突破,摆脱了原有传统行业的桎梏,将原来的构想变为现实,极大地丰富了我们的想象以及方便了我们的生活。人工智能的发展也促使了智能机器人的广泛应用,在银行、交通运输等公共地点已经有了智能机器人的身影,它已经不仅仅在教科书上、在电视机里,已经成为大众生活中的常见配置。这种巨大的改变,的确为我们日常生活带来了便利,同时也丰富了我们的生活,并且应用的越来越广。
  建筑的发展史是人类社会不断进化演变的过程,各个历史时期有不同的建筑工程施工过程,从侧面也反映了建筑技术的不断进步。随着人类社会的发展,从原始社会到工业革命的进化,人类科技也先后经历了蒸汽时代、电气时代、自动化时代到如今的智能时代,这种历史的推进也使得在建筑领域智能机器人应用的地方不断增多,技术的推进必然导致原有旧技术的淘汰,更新的技术的更迭。
  1.2建筑行业发展的必然要求
  建筑的发展是根据经济以及科技的进步为前提的,中国经过改革开放到如今,经济上飞速发展,成为世界上第二大经济体,人们对于建筑的要求已经不是简单地“住所”的要求,而是向着更高层化、多样化的方向发展,这必然导致施工过程的复杂。所以建筑行业的发展和对其的需求也必然导致了相关技术需要相适应。智能机器人是满足建筑行业发展的必然要求。
  2、智能机器人应用的作用
  2.1高效性
  目前阶段在建筑施工过程中来看,建筑工地已经有了一定的机械化设备的施工,大部分施工过程已经摆脱了传统的施工方式,解放了部分建筑工人的双手。但智能化的應用还远远不够,仍处于机械化生产的初级阶段,人工智能甚至智能机器人的应用都十分少有。许多建筑的工序使用人工的手段周期性较长而且伴随着不必要的误差,有可能小小的失误就会造成严重的后果,这些是无法弥补的,而应用智能机器人则能欧有效避免这一失误。首先是效率上的,一些复杂、冗余的数据处理与分析,以及资料的查找、汇总等等都会耗费大量的人力、物力,而智能机器人在这些方面更为便捷、迅速,能节省施工周期。此外,智能机器人计算、处理方面都较为精准,出现误差的可能性极小,大大提高了施工的效率。
  2.2安全性
  建筑施工现场是具有一定的危险性的,常常伴随着高空作业或者狭窄空间作业等等,这就会有一定的危险性,人工安全的得不到保障。并且由于大部分都是室外作业,作业过程中受到外景影响的因素有许多,这更是一大不确定的因素。施工环境的不确定、施工强度较大以及作业条件艰苦这些都会让工人处于危险的境地,并且建筑施工过程的质量完成时间也会受到环境的影响。应用人工智能在建筑领域,就会大大缩减这种不确定性的影响程度,能够在一定环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确定性,这使得隐形成本大大增加。将智能机器人代替部分人工就会很好的解决这一问题。用智能化机器人代替人工,能够将资源进行优化并且合理利用与分工,会减少资源的浪费以及人工的重复作业,并且还能进行可利用回收,不仅降低人工成本,材料的使用成本也会随之减少。从另一个角度来看,这满足了当下资源节约型社会的诉求。
  3、智能机器人应用的现状
  3.1智能机器人的分类
  在建筑工程中,智能机器人的种类受到建筑工程的施工类型、过程、步骤等因素的影响,也会有不同的分类。在一定程度上来说,所有的施工步骤都可以由智能机器人所取代。尤其是较为复杂的程序,可以用智能机器人所替代或者进行辅助操作完成。建筑工程的施工过程主要由地基及基础施工、浇筑施工、钢筋混凝土施工、安装施工等部分组成,每个部分中又包含着众多小分类和具体的施工步骤。由于施工种类的繁多使得智能机器人的应用也十分广泛,所研发的种类也是纷繁复杂的。如果按照施工的性能分类的话,可以大致分为基础作业机器人、主体作业机器人以及检查完善机器人。这三类智能机器人各有分工,所属的职能也各有不同。基础作业智能机器人主要是进行基础穿孔、凿岩、混凝土的喷涂等作业;主体作业机器人种类最多,划分也较为详细,包括焊接、搬运、浇筑、抛光、清除等等;检查与完善主要负责清洁、修复、检查等作业。根据建筑种类与作用的不同,智能机器人的分类还有很多,目前来看仍存在着更大的市场与潜能。
  3.2智能机器人应用场所
  根据建筑施工的工艺特征的不同,智能机器人应用的场所也各有不同,最主要的是应用在建筑施工、装饰、场地处理等场所。应用场所的不同必然导致功能的差别,所起到的作用也不尽相同。
  智能机器人应用在施工场所主要包括测量、挖掘、喷涂等,每一个工序都对应相应的机器人进行专门施工。在主体施工时,智能机器人主要包含钢筋混凝土搅拌、混合等步骤,这也是施工的关键所在,是周期最长的一个环节。在这个阶段应用智能机器人能够大大缩减工期,效率也会相应提高,成本也会降低。在装饰施工阶段时,包括门窗安装、地面及墙面的找平,这个阶段是要求施工的精度与准确度,不能有半点差池。应用智能机器人不仅效率高,其精确度能够得到保证,能够避免不必要的误差与损失。   4、智能機器人的发展前景
  目前来看,在全球智能化大生产的浪潮中,科技的进步已经已经使大众有了更高的需求,不再满足于原有的现状,人们在追求实用性的同时也开始向艺术性方面拓展。这种新的需求又促使原有的工艺、技术得不到满足,人们开始向智能化方向发展。在教育、医疗、公共行业都有了智能化的应用,建筑领域也有了突出表现。
  4.1建筑智能机器人技术核心
  建筑智能机器人的关键在于技术层面上的攻坚,主要是硬件的深层研发。首先是建筑机器人要具有一定的一定能力,这是实现建筑施工的基础性技术。包含复杂情况下的辨别方向的能力,一定距离的移动作业能力,以及避障、突发事件的处理的能力等等。这需要智能机器人能够灵活处理多种情况。其次还要注意建筑机器人的传感装置,重要的是智能机器人的识别系统和传感系统。此外,还要有末端的执行系统,包含在各种情况下的处理程序。每项技术的核心都要保障其技术的精确度,这是技术研发的基础,只有在精确度基础上的开发,才能实现真正意义上的技术研发成功。
  4.2建筑智能机器人产业分析
  目前,机器人的研发已经形成一定规模的产业链,产业链上每个环节都环环相扣、紧密相连。主要包含三个环节,即上端产业链、中端产业链、下端产业链。包含着材料的供应、销售的需求、货源的需求以及采购的需求,这个链条中间也涵盖了本体制造商、本地合作商、代理商以及零部件供应商。从我国目前的发展情况来看,我国处于这条产业链的下游。
  4.3建筑智能机器人发展前景
  建筑领域的智能化研究已经处于高速发展的时期,迎来了发展的“春天”。科技的发展使得我国逐步从制造业向智能化过渡,已经进入了“工业4.0”这一全新的时代。这一理念主要是智能化工厂以及智能化生产,智能化大生产也为建筑智能化提供发展的良好环境,信息化、智能化都将与各个领域的合作必将迸发出新的火花。中国的机器人制造业也展现了强大的生命力,从智能机器人的销售市场以及研发市场来看,我国建筑智能机器人毕竟迎来崭新的阶段。
  结语:
  本文通过对建筑行业中智能机器人应用的原因、应用的作用、当前的现状以及未来发展的前景进行全面比较与分析,可以看出智能机器人的出现是受诸多因素影响的,是当今社会发展的必然趋势,也是经济发展与科技进步的必然结果。在当下,我们需要智能机器人在施工工程中对施工作业加以辅助,也要分清领域,选择好适用于人工智能的场所,不能过于依赖。人工智能相较于传统的施工作业来看,有着高效率、低成本,安全性较高等许多优点,这是传统施工所不能媲美的,我们要根据人工智能的优点做好选择再应用。
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  作者简介:
  梅旭,广东博意建筑设计院有限公司,广东佛山。
论文来源:《中国房地产业·下旬》 2019年5期
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