前言
作為支撐建筑業(yè)未來的建筑機(jī)器人，缺少太多它本應(yīng)該獲得的關(guān)注與掌聲。今天，機(jī)器人大講堂帶您一起專訪建筑機(jī)器人專家李鐵軍教授，看一片藍(lán)海的建筑機(jī)器人產(chǎn)業(yè)有哪些機(jī)遇與挑戰(zhàn)，我們應(yīng)該從哪些角度下手撈得這一桶不被別人重視的金呢？
Q：建筑裝飾機(jī)器人的規(guī)模和產(chǎn)品是怎樣規(guī)劃的？
A：裝飾裝修屬于二次結(jié)構(gòu)，整個(gè)建筑分為一次結(jié)構(gòu)和二次結(jié)構(gòu)，就過去中國體量的快速發(fā)展過去30年基本上一次結(jié)構(gòu)和二次結(jié)構(gòu)是同樣的發(fā)展速度。二次結(jié)構(gòu)，也就是裝飾裝修占的比重應(yīng)該越來越大。即使在現(xiàn)在的情況下，建筑業(yè)雖然在減速，但是裝飾裝修，包括裝飾材料還在快速的發(fā)展。目前新的發(fā)展趨勢，新增的建筑體量增速在放緩，但是舊的樓房的改造，還有裝飾裝修還會有很長的發(fā)展歷程和空間。所以，我建議在做智能化的時(shí)候，二次結(jié)構(gòu)恩的裝飾裝修還是一個(gè)重點(diǎn)。
Q：您覺得應(yīng)該怎么樣規(guī)劃？什么樣類型的機(jī)器人比較受歡迎？
A：二次結(jié)構(gòu)里量比較大的，第一個(gè)是外裝修，也就是幕墻，復(fù)成玻璃的、大理石的和一些復(fù)合材料，內(nèi)裝修二次裝修也有很多要處理的，比如說門窗。中國過去二、三十年做的門窗質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)是低的，過濾的建筑材料，鋁塑現(xiàn)在來講還差很多，比如說跟德國的相比。因此，在這種差異下門窗在隔音、采光、防塵等等性能上，和歐洲等發(fā)達(dá)國家品質(zhì)的門窗相比差的很多。因此現(xiàn)在的門窗很多要更換的，因?yàn)樗且粋€(gè)熱墻，把它做成很好的結(jié)構(gòu)，但是由于門窗的不合格造成大量的能源損失。未來綠色建筑這是重要一塊，就門窗來講中國這么大體量的建筑，換一輪門窗這個(gè)產(chǎn)業(yè)是巨大的。第二類包括管道，室內(nèi)的管道處理機(jī)器人有很多的空間。第三，像管道的檢測，包括清理，這個(gè)需求量也很大。
Q：有沒有爬墻的噴漆機(jī)器人？
A：有，表面處理有兩個(gè)，一個(gè)是清潔，去除臟東西，噴漆是附著增加?xùn)|西。工廠自動(dòng)化的噴漆已經(jīng)很成熟了，但是在建筑里噴涂機(jī)器人很少，這個(gè)需求量是很大的，而且人身的安全，效率、品質(zhì)一致性的保證等等方面還是有很大需求的。
Q：因?yàn)楝F(xiàn)在家庭裝修墻面都被墻紙?zhí)娲?，覺得很方便，可以隨時(shí)替換，但是如果做成小的噴涂機(jī)器人，可以在家里爬著墻壁噴了，覺得挺放心的，應(yīng)該有一個(gè)巨大的市場。
A：是這樣的。家庭裝修有很多的困惑。第一，一旦裝修，我們每個(gè)人都不是專業(yè)的，一點(diǎn)點(diǎn)小的工作都要請專業(yè)的人來做，比如打個(gè)膠粘一下，噴個(gè)漆。因此這種情況下裝飾裝修有兩個(gè)未來的方向，第一，對于大規(guī)模的賓館的廳堂場館、機(jī)場、火車站，多少年以后火車站有幾百年的歷史，中間會有多輪的裝飾裝修，而且隨著時(shí)代的不同要求的內(nèi)容風(fēng)格也會變化，這也是推動(dòng)裝飾裝修的動(dòng)力。
第二，現(xiàn)代生活越來越自由一些，比如小的裝修我們自己可以DIY，一些建筑材料、工藝你要給他配好了，完全可以自己做。為什么國內(nèi)生產(chǎn)大量的工具，都是銷往歐美的，都是中國產(chǎn)的，很多的事情人家是自己做的，中國下一步也應(yīng)該是這樣。
Q：伴隨著中國老齡化的情況，現(xiàn)在做建筑施工的人會越來越少，建筑機(jī)器人未來的發(fā)展方向和落地的項(xiàng)目會有哪些，是代替人的還是新增的？
A：目前從建筑施工的從業(yè)人數(shù)來看，過去以農(nóng)民工隊(duì)伍為主，農(nóng)民工建筑從業(yè)人數(shù)去年和前年數(shù)量是5000萬，當(dāng)然包含了整個(gè)從事建筑行業(yè)的人員。其中農(nóng)民工應(yīng)該有3000多萬。農(nóng)民工的工作現(xiàn)在有用工荒，工地上的主力是60后、70后，80后、90后基本不做這個(gè)，因此造成用工成本快速上升。同時(shí)制造業(yè)的發(fā)展，它又在增加制造業(yè)的工人，這兩者之間在出現(xiàn)矛盾。一個(gè)簡單的建筑工人基本上一天需要400—500元，因此用工成本的上升也給企業(yè)帶來盈利空間的大幅下降，現(xiàn)在建筑業(yè)的利潤很薄。所以，用工這件事應(yīng)該是我們發(fā)展建筑機(jī)器人和智能化施工裝備的一個(gè)很大的牽引力，有需求。
一部分需要重體力的、不安全的、環(huán)境不友好的、對人有害的一定會被替代，但是建筑機(jī)器人有一個(gè)很重要的特點(diǎn)，就是它和工業(yè)機(jī)器人不一樣的地方。它也是做工，它一定是要實(shí)現(xiàn)人機(jī)協(xié)作的，人和機(jī)器人一起工作。農(nóng)民工變成技術(shù)工人，超過20公斤的東西我絕對不會動(dòng)手去搬它的，機(jī)器人像一個(gè)工廠的工人一樣去工作，因此替代有一部分，但更多的是人機(jī)協(xié)作。重要的體力活它來做，檢測的事它也可以做，然后我去指揮它，跟它一起協(xié)作。
Q：有沒有新增的方向？
A：可以講機(jī)器人現(xiàn)在很熱了，不同的行業(yè)都在做，工業(yè)的、農(nóng)業(yè)的，但是建筑機(jī)器人一直沒有引起人們足夠的重視。為什么？因?yàn)樗墓に囂貏e的復(fù)雜、特別多，分散，每個(gè)建筑的施工都不一樣，因此造成沒有統(tǒng)一的像工廠自動(dòng)化那樣標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)格，后面我想它的增量主要在人工替代上。
Q：像高樓清洗和噴涂機(jī)器人存在哪些技術(shù)瓶頸？
A：瓶頸有很多，高樓的清洗是一個(gè)很大的行業(yè)，叫做建筑的后服務(wù)。就像2000年的時(shí)候我們開始國產(chǎn)化汽車，汽車還沒有進(jìn)入家庭，但那個(gè)時(shí)候也沒有那么多4S店，后面保有量快速上升以后，汽車服務(wù)業(yè)成了一個(gè)快速發(fā)展的市場。中國建了那么多的建筑，建筑服務(wù)業(yè)后市場也相當(dāng)?shù)木薮?。因此清掃，擦玻璃這件事就變得很重要。第一，它一定是在高空的，因此存在著危險(xiǎn)。另外，在清洗過程中，我們現(xiàn)在的環(huán)保要求很多，不是把那兒清洗掉了就可以了，比如要用清潔劑，清潔劑要進(jìn)入地下水二次污染，清洗液的回收是一個(gè)大的問題。再一個(gè)在高空的時(shí)候如何作業(yè)，如何替代“蜘蛛人”作業(yè)。這是一個(gè)好話題，但是現(xiàn)在一直實(shí)現(xiàn)的不太好，還涉及到成本。我看的材料里日本搞了一個(gè)比較成熟系統(tǒng)，清潔過程中水回收，下面有一個(gè)工作站，工作站中水進(jìn)行進(jìn)化，形成中水。從清洗和噴涂的角度來講，建筑是清洗外墻面、幕墻，這些東西相當(dāng)于人的穿衣戴帽一樣，要美觀，還有保暖的功能，未來可以通過其他的方式實(shí)現(xiàn)。比如將來的幕墻系統(tǒng)，這套衣服，家里就要有洗衣機(jī)，就要配上熨燙的這套東西。也就是說，建筑設(shè)計(jì)本身就要有所考慮。我們也曾經(jīng)考慮過在這套裝置的配合下自帶一個(gè)系統(tǒng)大樓很大了，有一個(gè)系統(tǒng)是做這個(gè)的，水怎么辦？下雨的時(shí)候用雨水。幾年清洗一次，如果有合適的雨量，每年都清洗，會保持的很好。所以有很多創(chuàng)新的方法，將來它跟設(shè)計(jì)有關(guān)，跟法規(guī)也有關(guān)系。
Q：現(xiàn)在的爬壁機(jī)器人的品種有哪些？
A：到高空中要保證爬的穩(wěn)定性，不能摔下來，我們一直在解決安全的問題，同時(shí)還要帶很多裝置。玻璃還好，吸上就可以了，但墻面不帶磁，如何能夠吸附住，而且要長期穩(wěn)定的吸附。第二，跨越門窗的時(shí)候，因?yàn)榻ㄖY(jié)構(gòu)很復(fù)雜，這個(gè)地方多了一個(gè)管道，沒法統(tǒng)一的去做。也就是說如何攀爬，因此現(xiàn)在最現(xiàn)實(shí)的還是懸吊式的，“蜘蛛人”式的。
Q：從成本方面講可能完全代替人嗎？
A：應(yīng)該是可以的，從技術(shù)上是可以的。
Q：成本會增加多少？
A：這種成本是定義在清洗成本上，如果清洗的效率高，不僅僅是付出的人工的工資，清洗成本也在下降，設(shè)備成本相對高一些。需要有一個(gè)過程，但是無論如何清洗是一個(gè)大產(chǎn)業(yè)。
Q：現(xiàn)在建筑多元化，大理石的、墻面的、木面的、玻璃面的，各種材質(zhì)，對噴涂機(jī)器人有什么影響？
A：噴涂一定要專業(yè)化，分成幾類，不能是通用的。
Q：建筑機(jī)器人的前景比起傳統(tǒng)的建筑方式有哪些優(yōu)勢？建筑機(jī)器人目前技術(shù)上的進(jìn)展會有什么影響？
A：現(xiàn)在主流的國家主推的主題叫綠色建筑與建筑工業(yè)化，綠色建筑本身要集能源的獲取，地緣熱泵等等，要節(jié)能，還有排放盡量低碳。第二，建筑工業(yè)化。建筑工業(yè)化是指標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì)、工廠化的預(yù)置，所有東西都是工廠出來的，不是現(xiàn)場澆鑄的。第三，現(xiàn)場裝配式作業(yè)。第四，信息化的管理，包括智能監(jiān)理和后管理。當(dāng)智能來的時(shí)候，包括信息化的推進(jìn)，物聯(lián)網(wǎng)推到智能家居的時(shí)候，它是同步的，這個(gè)大樓就“活”了，大樓是活體，里面住的人，溫度等等所有的信息我們是知道的。為了我們要把樓看成是一個(gè)生物體，把信息全部植進(jìn)去，一個(gè)是人帶進(jìn)來的，然后我們的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)去，每個(gè)房間有沒有人，利用大數(shù)據(jù)把它看成一個(gè)活體，它是“活”的。只有這樣去想將來我們在建筑設(shè)計(jì)上的革命，包括建造的革命、工藝上都會發(fā)生很大的變化。
Q：建筑機(jī)器人和傳統(tǒng)的方式相比有哪些優(yōu)勢？
A：第一，安全。第二，效率提高。第三，降低人工的勞動(dòng)強(qiáng)度，危險(xiǎn)環(huán)境的體力活都由機(jī)器干。從某種角度來講，裝的是不是符合標(biāo)準(zhǔn)，檢測是超出人的能力的，不能一次知道它是不是符合國家標(biāo)準(zhǔn)，這個(gè)占了很大的優(yōu)勢。
Q：機(jī)器人和人工未來什么樣的比例是比較合適的？
A：沒有準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，但是我們曾經(jīng)簡單的估測過，按照我們自己的設(shè)想，希望工地上有1/3的人、2/3的機(jī)器在工作，和現(xiàn)在的整個(gè)體量相比。原來1/3的工人就可以干現(xiàn)在100%的工作。
Q：有可能實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化嗎？
A：不可以，和工廠自動(dòng)化完全不一樣。
Q：建筑機(jī)器人有多大的承重量？
A：隨著技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在建筑工業(yè)化在推進(jìn)過程中工廠化預(yù)置的功能結(jié)構(gòu)件越來越大，我們曾經(jīng)有一個(gè)概念，現(xiàn)在建筑工業(yè)化了，整個(gè)吊裝運(yùn)過來以后，一層樓一塊安裝，像搭積木一塊，得有幾百噸，甚至上千噸的東西。從機(jī)器人的角度來講，承重能力、智能化的工程機(jī)械幾十噸的東西還是可以的，但是不能把它叫機(jī)器人，它屬于起重裝備。我們現(xiàn)在做的機(jī)器人，板材安裝的，基本可以做到500公斤，已經(jīng)不小了。工業(yè)機(jī)器人50公斤級別的基本上自重得一噸，我們只要幾百公斤就可以了。
Q：您剛剛提到智能化的工程機(jī)械，智能化工程機(jī)械跟建筑機(jī)器人有什么樣的區(qū)分或界限？
A：比如工程機(jī)械起吊，第一個(gè)是人操縱的，遙控。第二，想叫機(jī)器人或者智能化施工裝備必須具備智能，智能的信息來源一定是要有外感知力，它能看見，它能知道自己提的重量，它的變化。只有這些傳感信息進(jìn)來以后，并且通過算法變成智能的判斷和行為的時(shí)候，我們可以把它叫做智能化施工裝備，它可以不像機(jī)器人，但是是一個(gè)智能體，像一個(gè)螃蟹，但一定是個(gè)生物體。
Q：有沒有做快遞收發(fā)機(jī)器人的可能性？
A：我們曾經(jīng)也搞過一個(gè)這樣的裝備，首先解決的是大物流，已經(jīng)做的很好了，海陸空。第二，進(jìn)入城市以后的那部分物流，現(xiàn)在做的相對也比較好，很多物流公司一直配送到小區(qū)里。過去有人叫最后一公里，但是進(jìn)了小區(qū)以后還有半公里，這就相當(dāng)于半公里的事情。我們曾經(jīng)做過這樣的機(jī)器人，電動(dòng)的，駕駛著無人小車，到門口去取外地。通過網(wǎng)絡(luò)得到這個(gè)信息，派過去，它取過來送到辦公室，這個(gè)是可以的。
Q：城市大物流的快遞機(jī)器人不現(xiàn)實(shí)嗎？
A：不太現(xiàn)實(shí)，因?yàn)橛泻芏嗟募s束。比如說在馬路上走沒有專用的通道，安全的問題，不僅僅是它對行人形成造成的安全，還有它的安全問題。所以現(xiàn)在更多的還是站點(diǎn)式的，有一個(gè)小區(qū)有自動(dòng)的站點(diǎn)，你把包裹送到那里機(jī)器人去取。
