試想一個(gè)如此場(chǎng)景。
你站在一片荒蕪的空地之前，帶上AR頭盔，AR設(shè)備為你展現(xiàn)出一個(gè)完美的現(xiàn)代化小區(qū)，綠樹成蔭、鳥語花香，抬頭看到自己的家，陽光與現(xiàn)代建筑交相輝映。
這或許就是未來建筑。用機(jī)器人建造，用AR感知，用VR體驗(yàn)，用云和大數(shù)據(jù)連接，再搭配物聯(lián)網(wǎng)，當(dāng)AI遇上建筑業(yè)，其所帶來的想象是如此誘人。
這一切都是AI＋建筑業(yè)的成果，當(dāng)AI真正滲透入建筑行業(yè)的各個(gè)部分，這似乎為當(dāng)前各國所頭疼的建筑工人不足的問題提供了一個(gè)解決之道，當(dāng)老齡化“殺死”工人的過程中，AI為建筑行業(yè)的發(fā)展提供了一個(gè)新的路徑，而這條路，似乎走的越來越順暢了。
日前，綠地控股宣布，與人工智能技術(shù)企業(yè)深蘭科技達(dá)成合作，共同發(fā)展人工智能建筑和機(jī)器人智能科技。這一切也正朝著AI建筑業(yè)的方向不斷前進(jìn)。
建筑業(yè)的老齡化之殤
談起建筑業(yè)，也不免論及建筑業(yè)青年勞動(dòng)力缺乏的問題。長期以來，建筑業(yè)具有“危、繁、臟、重”的屬性，施工人員的工作條件極差，繁重的操作，工作環(huán)境充斥著泥漿、粉塵、噪聲、震動(dòng)，導(dǎo)致職業(yè)病高發(fā)。更重要的是，隨著社會(huì)老齡化趨勢(shì)加速，青壯年勞動(dòng)力的供給將日益緊缺。
就日本而言，目前超過四分之一的日本人口年齡在65歲以上，這一數(shù)字預(yù)計(jì)在未來40年將躍升至40％。
日本65歲以上人口百分比
此龐大的老齡人口結(jié)構(gòu)給政府和經(jīng)濟(jì)帶來了巨大的挑戰(zhàn)。而這在建筑行業(yè)中體現(xiàn)的尤為明顯。隨著適齡工作人口將急劇減少，其導(dǎo)致建筑業(yè)用工成本增加，施工方降低人工成本、提升施工效率和質(zhì)量的需求日益強(qiáng)烈，數(shù)字化施工技術(shù)應(yīng)用前景廣闊。
建筑勞務(wù)用工老齡化預(yù)示著施工現(xiàn)場(chǎng)的青年勞動(dòng)力在逐年減少，中老年勞動(dòng)力在逐年增加，其體力、精力逐步衰退，操作的精確度變差，導(dǎo)致工程質(zhì)量無法保證；再者，隨著年齡的變化，中老年勞動(dòng)力身體各項(xiàng)機(jī)能老化，尤其是反應(yīng)的靈敏度降低，一定程度上成為導(dǎo)致人身安全事故多發(fā)的重要因素。
顯然，建筑工人的老齡化現(xiàn)象已成為目前建筑業(yè)發(fā)展的阿克琉斯之踵。如何突破建筑業(yè)本身的人員壁壘，AI助力提出了這類難題的“最優(yōu)解”。
“上帝視角”打造無人工地
在過去的十年中，無人機(jī)迎來了自己發(fā)展的黃金時(shí)期，它們從價(jià)值數(shù)百萬美元的軍用無人機(jī)中分離了出來，成功變成了民用的娛樂工具，帶人們體驗(yàn)“上帝視角”創(chuàng)造的驚喜，現(xiàn)在它們更是成了許多行業(yè)生產(chǎn)力革新的排頭兵。
無人機(jī)在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用為其發(fā)展打開了新的一扇窗。在地面以下的污垢池中，巨大的“挖掘者”正在半自主地工作，平整土地和挖溝渠。在過去的三年里，加利福尼亞州的Skycatch公司已經(jīng)為日本的5000多個(gè)建筑工地提供四軸飛行器。這些工地大多位于東京地區(qū)及周邊地區(qū)，由世界第二大建筑公司小松經(jīng)營，作為其智能建筑項(xiàng)目的一部分。
現(xiàn)在Skycatch正在向混合中添加人工智能，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化過程并使人類幾乎完全脫離。不久之后，它將把施工現(xiàn)場(chǎng)的控制交給智能自動(dòng)機(jī)器。在Skycatch登場(chǎng)之前，小松靠著人類測(cè)量師來繪制地圖，這個(gè)過程通常會(huì)占用一個(gè)小團(tuán)隊(duì)幾天的時(shí)間才能完成。使用無人機(jī)時(shí)，則只需15分鐘即可掃描并創(chuàng)建精確的地形三維地圖。
Skycatch四軸工地?zé)o人機(jī)
除了施工控場(chǎng)，無人機(jī)還可以利用無人機(jī)在建設(shè)工地上巡飛，可以收集視頻材料。視頻會(huì)被轉(zhuǎn)化成工地三維圖片，再導(dǎo)入相應(yīng)的計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行匹配，能查看工程進(jìn)度規(guī)劃和最初的建筑設(shè)計(jì)和是否相符。
在無人機(jī)測(cè)繪領(lǐng)域，人工測(cè)繪僅可得到30000個(gè)點(diǎn)；但如果使用測(cè)繪無人機(jī)，測(cè)到的點(diǎn)可以達(dá)到2500萬個(gè)。而在時(shí)間的對(duì)比上，倘若是在平緩的地形測(cè)量，無人機(jī)的測(cè)繪工作以及后期數(shù)據(jù)處理工作的用時(shí)將會(huì)比傳統(tǒng)人工測(cè)繪減少整整3倍時(shí)間。
AI拯救的建筑業(yè)
隨著自動(dòng)化的深入，人工智能與自動(dòng)化裝備將逐步接管施工現(xiàn)場(chǎng)，并帶來一個(gè)高度自治的建筑業(yè)新時(shí)代。智能相對(duì)論分析師柯鳴認(rèn)為，因?yàn)锳I本身所具有的強(qiáng)大分析、整理及應(yīng)用能力，其在建筑業(yè)也必然“大有可為”，在建筑行業(yè)勞動(dòng)力不足的情況下，以AI簡化甚至替代部分勞動(dòng)力，其可以從以下幾個(gè)方面努力。
1． AI助力BIM模型構(gòu)建
建筑訊息模型（BuildingInformation Modeling；BIM）是一個(gè)基于3D模型的過程，為構(gòu)造、工程和建造（AEC）專業(yè)人員提供有效規(guī)劃、設(shè)計(jì)、構(gòu)建和管理建筑和基礎(chǔ)設(shè)施。AutodeskRevit就是一款BIM軟件（或稱4D BIM），它允許用戶以3D形式設(shè)計(jì)建筑物和內(nèi)部組件，并將相關(guān)訊息與時(shí)間或排程相關(guān)聯(lián)，以便與3D模型中的各個(gè)組件相關(guān)聯(lián)，提供更完善的數(shù)據(jù)，并協(xié)助業(yè)主、建筑師和承包商有效溝通。
以武漢中心項(xiàng)目為例，武漢中心利用BIM的外型設(shè)計(jì)主要體現(xiàn)在基于BIM技術(shù)的參數(shù)化找形與幕墻設(shè)計(jì)。在BIM軟件中，按樓層高度對(duì)最終方案模型進(jìn)行切片，生成每個(gè)樓層的建筑輪廓線，在生成的建筑輪廓線轉(zhuǎn)換進(jìn)行參數(shù)化幕墻劃分。通過參數(shù)的設(shè)置和調(diào)整改變幕墻板塊的大小，并將單元體整合到建筑表皮中，最終確定以空間疊形的單元板塊擬合超級(jí)空間曲面，呈漸變型、非線性、錯(cuò)縫式的空間錯(cuò)臺(tái)變化。
2．機(jī)器人替代建筑工部分工作
2018年2月6日資誠聯(lián)合會(huì)計(jì)師事務(wù)所（PwC）全球同步發(fā)布《AI機(jī)器人真的會(huì)偷走我們的工作嗎？自動(dòng)化對(duì)工作之潛在影響》研究報(bào)告，分析全球逾20萬名勞工的工作任務(wù)和技術(shù)，自動(dòng)化對(duì)各個(gè)產(chǎn)業(yè)勞工的沖擊在2030年代中期，將達(dá)到30％。最可能被自動(dòng)化取代的產(chǎn)業(yè)前3名依次是運(yùn)輸與倉儲(chǔ)業(yè)（52％）、制造業(yè)（45％）和建筑業(yè)（38％）。
而機(jī)器人作為程序化設(shè)定的系統(tǒng)硬件，其擁有著人類所無法比擬的高強(qiáng)度、高效率、誤差率小等優(yōu)勢(shì)，其無疑是人工智能發(fā)展的一重要領(lǐng)域。日前，日本建筑公司清水建設(shè)公開了一處實(shí)驗(yàn)設(shè)施，那里匯集了一批將“上崗”的建筑機(jī)器人，包括“天花板安裝工”、“焊接工”和“搬運(yùn)工”。
自動(dòng)焊接的“焊接機(jī)器人”和安裝天花板的“天花板施工機(jī)器人”
澳大利亞科技公司Fastbrick Robotics 設(shè)計(jì) 3D 建筑機(jī)器人 Hadrian X，工作效率是人工的 4 倍。24 小時(shí)連續(xù)工作的話， Hadrian X 兩天內(nèi)就可以建好一座房子。它可以讀懂圖紙，通過 3D 掃描技術(shù)，精確地計(jì)算出每一塊磚頭的位置，比建筑工人精準(zhǔn)不少。
圖片來源：Hexapolis
3．AI多元素標(biāo)記施工現(xiàn)場(chǎng)
AI在現(xiàn)場(chǎng)施工中的應(yīng)用，體現(xiàn)為其可以利用機(jī)器學(xué)習(xí)、語音和圖像辨識(shí)將施工現(xiàn)場(chǎng)的照片和視頻進(jìn)行自動(dòng)標(biāo)記，以便整理數(shù)據(jù)及搜索。例如，AI可以采用深度學(xué)習(xí)模式分析影像和語音，以自動(dòng)標(biāo)記施工數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)并主動(dòng)向客戶提供安全措施建議。
以Smartvid．io為例，作為一個(gè)施工現(xiàn)場(chǎng)的管理平臺(tái)，其可以實(shí)現(xiàn)人工智能識(shí)別，即10分鐘內(nèi)可以辨別1080張施工照片，并正確辨別446張含有人像的照片、未戴安全帽者、未著安全反光衣者均可段時(shí)間識(shí)別。作為人工需要4．5小時(shí)才能完成的任務(wù)量，其可以大大縮短工作時(shí)間，也為施工安全提供了一個(gè)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)平臺(tái)，辨別潛在風(fēng)險(xiǎn)，保障施工安全。
總之，AI對(duì)于建筑產(chǎn)業(yè)的替代是一個(gè)過程。我們所強(qiáng)調(diào)的并非AI完全入侵并取代傳統(tǒng)建筑工人，這只是部分工藝和工序的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。當(dāng)然，這也將是一個(gè)漸進(jìn)式的替換過程——AI助力設(shè)計(jì)、建造和營運(yùn)維護(hù)。這也正符合著建筑物的生命周期：設(shè)計(jì)、建造、管理。
一個(gè)建筑工程是龐大而復(fù)雜的，AI技術(shù)的多方面應(yīng)用可在諸多環(huán)節(jié)中改善施工的狀況，工程建設(shè)對(duì)于AI的使用雖起步較晚，但將會(huì)帶來的影響，依然不容小覷。
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