建築
，這個全球自動化最為落後的行業之一，正麵臨越來越多勞動力萎縮問題，越來越多的公司也將目光投向機器人。數據顯示，2025 年，建築機器人市場將達 4.2 億美元。

作zuo為wei一yi個ge高gao度du發fa達da的de工gong業ye國guo家jia
，建jian築zhu業ye是shi日ri本ben支zhi柱zhu型xing產chan業ye。五wu大da建jian築zhu巨ju頭tou
，加jia起qi來lai超chao過guo半ban個ge世shi紀ji的de年nian紀ji
，在zai自zi動dong化hua與yu信xin息xi化hua道dao路lu上shang已yi然ran狂kuang奔ben四si十shi載zai。入ru局ju最zui早zao，至zhi今jin老lao當dang益yi壯zhuang。

盡管這些機器人 " 身懷絕技 "，但基於建築工程的多樣性、精致性和複雜性
，機器人目前僅能處理全部建築工程工作量的 1%，借助機器人 " 實現建築行業徹底變革 " 的說法為時尚早。

撰文 | 微胖

這真是關於前浪最勵誌故事之一。

你可能知道會陪伴的日本軟銀 Pepper 機器人，風靡全球索尼 PS4 背bei後hou的de機ji器qi人ren工gong廠chang
，甚shen至zhi知zhi道dao沒mei有you富fu士shi山shan下xia那na家jia黃huang色se機ji器qi人ren神shen秘mi家jia族zu，蘋ping果guo手shou機ji將jiang不bu複fu存cun在zai，但dan你ni未wei必bi知zhi道dao日ri本ben建jian築zhu行xing業ye百bai年nian老lao店dian的de機ji器qi人ren。

這五家建築巨頭
，加起來超過半個世紀的年紀
，在自動化與信息化道路上已然狂奔四十載。入局最早，至今老當益壯。

早在波士頓動力網紅狗投放市場前，日本建築巨頭鹿島建設已經在神奈川縣隧道施工現場做過測試。

如今，有著 120 年曆史的大林組正使用機器人建造大壩，這也是業界首次嚐試將人類完全排除在這類傳統勞動密集作業畫麵之外，讓習慣自詡 " 基建狂魔 " 的我們，也未免相形見絀。

在日本建築場景找到自己發光點的波士頓動力狗，正在自動完成現場丈量和數據搜集工作。

一 機器人在大壩

大壩項目位於日本主島東南角的三重縣，是一座混凝土大壩
，高 84 米，寬 334 米
，預計於 2023 年 3 月完工。

大(da)林(lin)組(zu)與(yu)另(ling)一(yi)建(jian)築(zhu)巨(ju)頭(tou)竹(zhu)中(zhong)工(gong)務(wu)店(dian)合(he)作(zuo)
，試(shi)圖(tu)在(zai)每(mei)一(yi)個(ge)過(guo)程(cheng)都(dou)實(shi)現(xian)某(mou)種(zhong)程(cheng)度(du)自(zi)動(dong)化(hua)。為(wei)了(le)進(jin)一(yi)步(bu)簡(jian)化(hua)過(guo)程(cheng)，他(ta)們(men)甚(shen)至(zhi)在(zai)工(gong)地(di)附(fu)近(jin)建(jian)造(zao)了(le)一(yi)座(zuo)工(gong)廠(chang)
，將(jiang)沙(sha)子(zi)和(he)礫(li)石(shi)與(yu)水(shui)泥(ni)混(hun)合(he)製(zhi)成(cheng)混(hun)凝(ning)土(tu)。

修建大壩，是一項錯綜複雜的工作，也是勞動密集型作業。工人們首先用石料堆成的三角形的 " 山 "
，然後處理大壩地基，最後進行澆築。

suoweijiaozhu
，jiushizailanjieshuiliudeyimian

，jianzaohunningtufangshenmianban
，yifangzhiheshuishenruduijideshiliaozhijiandefengxi。jiaozhujinrudaohoubanduan
，wangwangxuyaoyonghunningtujiaobanjibuduandijianghunningtuzhuruhuashengmoban，congxiawangshangjianzaohouhoudehunningtufangshenmianban
，zuihou，ranghunningtuninggu。

大林組專門開發了機器人負責混凝土澆築。這些塔式起重機會將混凝土倒入 15 米見方的隔斷中
，分層建造大壩，工作人員在辦公室遠程控製即可完成這一過程，同時計算機還會監控隔斷的位置與施工進度。

大林組在日本建造工地，幾乎都是用自動化設備進行建設。

對dui於yu大da壩ba來lai說shuo，均jun勻yun和he質zhi量liang控kong製zhi尤you其qi重zhong要yao
，因yin為wei混hun凝ning土tu需xu要yao精jing確que分fen層ceng並bing密mi封feng以yi防fang水shui
，否fou則ze就jiu有you泄xie漏lou的de風feng險xian。過guo去qu是shi由you人ren類lei專zhuan員yuan負fu責ze拋pao光guang打da磨mo表biao麵mian，使shi得de混hun凝ning土tu緊jin密mi堆dui疊die在zai一yi起qi
，防fang止zhi出chu現xian裂lie縫feng。現xian在zai，大da林lin組zu開kai發fa出chu類似牙刷的機器，根據周期、頻率和表麵壓力實現自動控製，在另一層混凝土沉積之前周期性地壓平和拋光混凝土。

隨(sui)著(zhe)澆(jiao)注(zhu)混(hun)凝(ning)土(tu)的(de)積(ji)累(lei)，用(yong)於(yu)提(ti)供(gong)結(jie)構(gou)的(de)模(mo)板(ban)需(xu)要(yao)抬(tai)高(gao)，以(yi)防(fang)止(zhi)未(wei)澆(jiao)注(zhu)的(de)混(hun)凝(ning)土(tu)滲(shen)出(chu)。通(tong)常(chang)情(qing)況(kuang)下(xia)，需(xu)要(yao)重(zhong)型(xing)機(ji)械(xie)與(yu)多(duo)名(ming)熟(shu)練(lian)工(gong)人(ren)協(xie)同(tong)操(cao)作(zuo)

，逐(zhu)步(bu)抬(tai)起(qi)，現(xian)在(zai)已(yi)交(jiao)由機器人抬起模板。

計算機控製的起重機正在堆放混凝土，並有人工進行遠程質量控製。

在另一建築巨頭鹿島建設的施工現場，自動駕駛也曾登台獻技。

幾年前，在福岡縣深山中一座大型水壩（五山水壩）建jian築zhu現xian場chang，多duo台tai建jian築zhu機ji械xie忙mang個ge不bu停ting。推tui土tu機ji先xian搬ban運yun混hun凝ning土tu，在zai地di麵mian上shang鋪pu平ping，振zhen動dong壓ya路lu機ji再zai進jin行xing壓ya實shi。步bu驟zhou與yu一yi般ban水shui壩ba的de建jian築zhu現xian場chang別bie無wu他ta樣yang。唯wei一yi的de區qu別bie是shi，這zhe些xie建jian築zhu機ji械xie的de駕jia駛shi席xi上shang都dou空kong無wu一yi人ren。技ji術shu人ren員yuan在zai平ping板ban電dian腦nao上shang發fa出chu指zhi令ling，機ji械xie根gen據ju事shi先xian嵌qian入ru的de程cheng序xu自zi動dong工gong作zuo。

工人通過平板並借助無人機，讓機械根據事先嵌入的程序自動工作。

這是鹿島建築開發的新一代建築生產係統的一部分。通過平板設備向配備有全球衛星定位係統 ( GPS ) 的無人翻鬥車發送指令
，車輛就會自動搬運和平整泥土。

在過去，需要的重型機械越多
，需要的人員也就越多，而五山水壩使用的無人重型機械為 2 台
，隻有操作複雜、人工施工較快的部分，才需要使用傳統的重型機械。

GPS 等裝置每台耗資大約在 400 萬日元 ( 約合人民幣 24 萬元 ) 左zuo右you，但dan作zuo業ye所suo需xu人ren員yuan僅jin為wei過guo去qu的de五wu分fen之zhi一yi。鹿lu島dao計ji劃hua在zai今jin後hou的de住zhu宅zhai用yong地di平ping整zheng工gong程cheng中zhong也ye引yin進jin這zhe些xie設she備bei，並bing希xi望wang隻zhi有you十shi分fen之zhi一yi左zuo右you的de人ren員yuan也ye能neng完wan成cheng施shi工gong作zuo業ye。

buguo，shuibagongchengbingbushiyilaoyongyi
，batiyidanjiancheng，jianxiugongzuoyesuijikaishi，yinweishuibadezhiliangheyunzuozhuangkuangjiangzhijieyingxiangzhoubianjuminderichangshenghuonaizhishengmingcaichananquan。

比bi如ru

，在zai大da分fen川chuan水shui壩ba施shi工gong過guo程cheng中zhong，鹿lu島dao建jian設she以yi無wu人ren機ji對dui現xian場chang進jin行xing激ji光guang測ce量liang
，一yi方fang麵mian用yong於yu未wei建jian成cheng部bu分fen的de設she計ji規gui劃hua
，另ling一yi方fang麵mian又you對dui完wan工gong部bu分fen加jia以yi監jian測ce管guan理li。

大壩建設非常適合自動化，一方麵涉及大量重複勞作
，更重要的是工地往往遠離人口中心

，設備擊中旁觀者或其他機器的風險較小。

不過，整個建築行業使用的機器人仍然很少。特別是相對工廠結構化場景

，類似大壩這樣的現場建設，仍然是建築機器人應用的難點。

二 百歲前浪們的腦洞

除了大林組和鹿島建設，日本五大建築巨頭還包括大成建設、清水建設

、竹中工務店。它們不僅均為百年老店（竹中工務店始於 1610 年），也代表著日本乃至世界先進的建築水平。

今年年初
，以收集企業口碑和公開企業工資單聞名的網站 careerconnection 公布了日本建築行業 " 低工作壓力企業 " 統計排名。五大巨頭位居前列，而工作舒適度很大程度上得益於自動化技術的采納。

日本建築行業的 " 低工作壓力企業 " 統計排名。

和我們慣常看到的固定不動的工業機器人不同

，機械臂外加一個可移動的平台成為最常見的建築機器人設計。

由於建築場地具有很強的動態性，任務和周圍環境都容易發生變化
，建築活動執行者也常常被障礙物
、不平的表麵、設備等包圍。這些非結構化特性給機器人使用帶來巨大挑戰。因此
，為了能在建築工地上充分發揮作用，機器人必須具有便攜性、四處移動並 " 感知 " 周圍環境的能力。

近三年
，這些機器人已陸續走出實驗室並在工地發光發熱。他們的工作時間也比較挑剔，一般集中在人少時候，比如夜班。

波士頓動力狗會之所以受到建築行業青睞
，重要原因之一就是移動性。鹿島建設讓一台 Spot 替代工人
，完成隧道尋常查抄的工作。Spot 裝備有 360 度攝像頭，可以對挖掘地點拍攝照片
，並對泵表等儀器表盤等進行檢查
，還可以根據事先設置的路線對坑內進行巡查。

已有兩百多年曆史的日本建築巨頭清水建設，一心要扮演建築界領頭羊。2015 年以來
，清水建設投資 200 億日元（1.79 億美元）研發建築機器人。實驗設施裏，彙集了各種類型的機械臂應用。

為了滿足大型建築物防震需求，以及方便進行無法動用吊車的地下混凝土施工，2017 年，清水建設推出了類似人類手臂的" 鋼筋混凝土輔助機器人 "，可以搬運重約 250 公斤的鋼筋至五公尺半徑範圍。過去需要六、七人來做的工作隻需三人就可完成。

而且，機器人還可以拆卸成好幾塊
，需要轉移其他地方作業時，從拆解到重新拚裝完畢隻要三名工人花費二十分鍾。

清水建設的鋼筋混凝土輔助機器人可以協助工人舉起 200 公斤的鋼筋棍棒。

2018 年，清水建設還推出了" 焊接機器人 " 和 " 天花板 ( 包括地板）施工機器人 "。其中，自動焊接機器人的使用尚屬首例。

tianhuabanshigongjiqirenhuiyongxipanshiqumuban
，zaichuanganqibangzhuxiabamubanzhunquedifangzhizaixiangyingweizhi，tongshixuanzhuanjixiebi
，jiangmubanyongluoshuanguding，niuwanyichuluoshuanyidongdaoxiayigedianzhongfucaozuo。jiqirenyicikeyijuqi 30 千克的重量
，有助於減輕一些建築工程中最繁重的勞動。

另外，借由新開發的係統，工人可以通過移動端指揮這些機器人。機器人也可以不斷學習曆史變得更聰明。

清水建設曾預計，假如這些機器人都能順利工作，未來它們所執行的每項任務所需的工人數量都可以比目前減少 1/3 或 1/4。

清水建設設計研發的天花板施工機器人

清水建設研發的進行鋼骨柱焊接的 " 焊接機器人 "

從領頭羊清水建設機器人可以看出
，從研發宗旨來看
，日本建築機器人大致分為兩類。主要用來輔助、替代高強度、大量重複性勞動作業的機器人，以及優化建造流程
，縮短工期
，節約建造成本的機器人。

而從類型上看，除了測繪
，建築機器人常見類型包括搬運、砌磚、焊接、混凝土作業、地麵鋪設以及裝修
、巡檢（比如波士頓動力）等機器人。

最為熱鬧的應用場景當屬水泥或者混凝土作業。除了清水建設的鋼筋混凝土輔助機器人，竹中工務店也推出了用吸水板吸攝混凝土表層水分的機器人。

鹿島建設公司還研發出混凝土修整作業的機器人，通過平板電腦終端可實現自動運轉，在兼顧節省人力、高效率的同時，可實現整潔的修整作業。

buguo，rangjiqirenzuodaodexinyingshoudenanduhenda。biru，zaishiyongyalujiyashimougebufenzhihou，yijingyashiyumeiyouyashidebufenzhijianhuichuxianluocha。weilepingwenshiguoluocha，shulianderenleisijihuitiaozhengxingshidelujinghefangxiangpancaozuo，yikaoxianshujishuyashihunningtu。

為了融入這些 " 工匠技藝 "
，鹿島建設嚐試將熟練工如何操作重型機械作為數據積累，嵌入到算法，讓計算機學習 " 工匠技藝 "。

大成建設的 T-iROBO Slab Finisher

另外
，大成建設也推出了自動完成地板灌漿以及平整作業的地板水泥組裝機器人。比如，2016 年推出的混凝土地坪施工機器人 "T-iROBO Slab Finisher"。

通tong常chang，混hun凝ning土tu地di坪ping施shi工gong時shi需xu要yao保bao持chi彎wan腰yao狀zhuang態tai
，對dui身shen體ti的de負fu擔dan較jiao重zhong，根gen據ju混hun凝ning土tu的de澆jiao注zhu麵mian積ji和he硬ying化hua情qing況kuang的de不bu同tong，有you時shi需xu要yao多duo名ming泥ni工gong分fen工gong協xie作zuo
，或huo延yan長chang作zuo業ye時shi間jian。而er鋪pu設she地di坪ping使shi用yong的de機ji械xie是shi通tong常chang是shi汽qi油you發fa動dong機ji驅qu動dong的de

，非fei常chang重zhong（機械＋操作員約為 350kg），在運輸和適用場所方麵存在很大限製。

采用機器人後
，不僅可以減輕技術工人（泥工）的身體負擔
，節省人力，還能提高作業效率。

至於焊接機器人方麵，大成建設也推出 了自己的焊接作業機器人。而且，大成建築還成為世界上首次使用機器人粉刷建築物外牆的建築公司，據報道機器人每小時能粉刷 100㎡
，比人工粉刷快 40%。

為了讓重型建築機械操作人員在作業時，能感受到重型機械接觸物體的力、動作和觸覺
，大林組與頂尖日本大學共同開發了 " 真實觸覺 "（Real Haptics）力觸覺再現技術
，並應用到了液壓驅動式重型建築機械上，驗證了其性能和操作性。

除了嚐試在大壩測試機器人


，大林組也推出了可以搬運重物的資產搬運機器人。

建jian築zhu超chao高gao層ceng建jian築zhu，經jing常chang需xu要yao從cong地di麵mian向xiang高gao層ceng部bu分fen運yun輸shu資zi材cai。鋼gang筋jin等deng主zhu要yao構gou件jian一yi般ban使shi用yong大da型xing吊diao車che搬ban運yun，而er內nei飾shi材cai料liao等deng比bi較jiao的de輕qing的de材cai料liao
，則ze要yao工gong人ren使shi用yong平ping板ban車che，通tong過guo臨lin時shi電dian梯ti搬ban運yun。需xu要yao耗hao費fei大da量liang的de人ren力li。

現xian在zai隻zhi需xu要yao現xian場chang的de施shi工gong人ren員yuan按an下xia許xu可ke按an鈕niu，機ji器qi人ren就jiu能neng鑽zuan到dao堆dui放fang場chang上shang堆dui積ji的de資zi材cai下xia麵mian，自zi行xing在zai載zai物wu台tai上shang裝zhuang載zai資zi材cai。然ran後hou自zi動dong搭da乘cheng臨lin時shi電dian梯ti

，將jiang資zi材cai運yun送song到dao作zuo業ye樓lou層ceng。送song達da後hou再zai搭da乘cheng電dian梯ti，自zi動dong返fan回hui資zi材cai堆dui放fang場chang。

大林組表示，通過電梯搬運的資材有 6 成可以使用機器人。預計可以使搬運需要的人員數量減少到一半以下。

防火材料塗裝機器人。

三 機器人替代的複雜性

日ri本ben建jian築zhu業ye屬shu於yu勞lao動dong密mi集ji型xing產chan業ye。四si五wu十shi年nian前qian，建jian築zhu業ye還hai是shi承cheng接jie剩sheng餘yu勞lao動dong力li的de行xing業ye
，為wei無wu數shu人ren提ti供gong工gong作zuo場chang所suo，比bi如ru農nong閑xian時shi外wai出chu務wu工gong的de勞lao動dong者zhe

、沒有簡曆的人和沒有固定工作的勞動者等。

然而，日本建築承包商聯合會 ( Japan Federation Of Construction Contractors ) 數據顯示，日本建築業正在迅速老齡化：目前有 35% 的工人年齡在 55 歲或以上。

加之從 2024 年開始，對加班的更嚴格監管將在建築工地上生效，承包商正在努力借助自動化實現工地每周休息兩天的目標。

但凡打開這些巨頭的年報和宣傳冊，自 2017 年以來幾乎都有提及機器人技術
、AI
、ICT 等技術，有的甚至反複提及多次。2019 年 4 月，大林組還設立了建築機器人部，結合物聯網、人工智能等技術從事相關機器人研發，以應對中長期的勞動力缺乏。

招(zhao)聘(pin)女(nv)性(xing)焊(han)工(gong)的(de)海(hai)報(bao)。為(wei)了(le)緩(huan)解(jie)勞(lao)動(dong)力(li)荒(huang)，除(chu)了(le)開(kai)放(fang)移(yi)民(min)政(zheng)策(ce)，日(ri)本(ben)還(hai)鼓(gu)勵(li)女(nv)性(xing)進(jin)入(ru)工(gong)地(di)工(gong)作(zuo)，然(ran)而(er)
，日(ri)本(ben)建(jian)築(zhu)行(xing)業(ye)仍(reng)然(ran)很(hen)難(nan)接(jie)受(shou)女(nv)性(xing)在(zai)工(gong)地(di)上(shang)工(gong)作(zuo)。

" 因為（建築業）是單品生產的勞動密集型產業 " 的解釋已經行不通了，這樣的觀念必須要做出改變。鹿島建設認為。

和流水線批量生產手機不同，土木工程隻能根據客戶具體質量要求
，定製化應對。如果建築創新要想取得成功

，應用性（通用性）非常重要，實現能應對不同現場的 " 最大公約數 "

，這一點至關重要。

而哪個公司能捷足先登

，在建築工程中最先使用機器人，就能占據上風。

日本國家先進工業科學技術研究院（AIST）顯示了原型機器人 HRP-5P 撿起一塊石膏板並將其擰入牆壁
，該機器人可用於在複雜建築環境中複製人類動作。

盡管這些機器人 " 身懷絕技 "
，但基於建築工程的多樣性
、精致性和複雜性

，機器人目前僅能處理全部建築工程工作量的 1%，還遠低於日本國土資源部在未來十年將該行業的生產率提高 20% 的目標。

事實上，借助機器人 " 實現建築行業徹底變革 " 的說法為時尚早。而且，有些事情隻有人能做。比如，完成小角落或需要手工技藝的室內裝飾。

上述大林組的大壩項目，目前還是一個機器人試驗項目，人類工人會隨時監督和指導一些機械設備。到目前為止，生產率提高了約 10％。

修(xiu)建(jian)大(da)壩(ba)需(xu)要(yao)多(duo)年(nian)經(jing)驗(yan)積(ji)累(lei)的(de)知(zhi)識(shi)和(he)技(ji)能(neng)。大(da)林(lin)專(zhuan)家(jia)認(ren)為(wei)
，通(tong)過(guo)將(jiang)專(zhuan)家(jia)技(ji)術(shu)轉(zhuan)移(yi)到(dao)機(ji)器(qi)上(shang)，係(xi)統(tong)能(neng)夠(gou)分(fen)析(xi)隱(yin)性(xing)知(zhi)識(shi)。機(ji)器(qi)也(ye)正(zheng)從(cong)經(jing)驗(yan)中(zhong)學(xue)習(xi)

，最(zui)終(zhong)也(ye)許(xu)可(ke)以(yi)將(jiang)建(jian)設(she)時(shi)間(jian)減(jian)少(shao) 30％。

不過
，在清水建設看來
，對建築行業來說，試圖讓機器人處理建築工程工作量的 10% 已是極大的挑戰，而且還麵臨成本過高的風險。suiranjiqirenyingyongzaizhizaoyetebieshiqichegongchangzhonghenchangjian，danxiangbizhixia，jianzhugongdishiyongdejiqirenbixusichuzoudong


，suirantamenzhixingderenwuduoshuyeshizhongfude，dantamenrengxuyinyingjianzhuwudebutongsheji，laiyingduibupingtandedimianhequzhedexingzouluxian。

盡管如此
，機器人技術仍有很大的空間來增強建築的強度和速度，讓機器人在人們的指導下進行繁重的工作。

比如

，城市建築多為高層建築

，每個樓層的建設工作基本上是重複的
，使用機器人可緩解建築工人短缺
，幫助減少建築安全風險。

由 Advanced Construction Robotics 開發的 Tybot 機器人負責捆紮鋼筋，已經在工地上過崗。

目前，日本共有 56 萬家從事建築的企業，其中資本金在一億日元的僅占 1.1%，98.9% 是中小企業，雖不乏響當當的名號（比如熊穀組和三井住友）

，但與五大巨頭以兆億為單位的年營收比起來

，仍然是小巫見大巫。

就日本現狀而言，隻有大型建築公司率先引進了機器人等先進技術並帶來相關費用的下降，先進技術才有望在整個建築業界普及。

不bu過guo

，這zhe些xie變bian化hua也ye帶dai來lai了le挑tiao戰zhan。比bi如ru
，要yao求qiu本ben來lai年nian長chang的de員yuan工gong適shi應ying新xin技ji術shu。這zhe是shi一yi個ge很hen大da的de障zhang礙ai，如ru果guo做zuo不bu到dao這zhe一yi點dian，全quan麵mian轉zhuan變bian可ke能neng會hui停ting滯zhi不bu前qian。

成熟砌磚機器人 SAM，依然處在商業化和規模化過程中。

不過，中國建築行業自動化情況更為落後，當前參與者也屈指可數。一(yi)方(fang)麵(mian)，機(ji)器(qi)人(ren)核(he)心(xin)部(bu)件(jian)還(hai)依(yi)賴(lai)進(jin)口(kou)
，另(ling)一(yi)方(fang)麵(mian)國(guo)內(nei)針(zhen)對(dui)建(jian)築(zhu)行(xing)業(ye)的(de)機(ji)器(qi)人(ren)廠(chang)家(jia)也(ye)沒(mei)有(you)很(hen)強(qiang)建(jian)築(zhu)行(xing)業(ye)背(bei)景(jing)和(he)機(ji)器(qi)人(ren)應(ying)用(yong)技(ji)術(shu)的(de)長(chang)期(qi)積(ji)累(lei)為(wei)前(qian)提(ti)。

盡管清水建設自 2015 年起投入 1.79 億美元進行建築機器人研發
，僅是碧桂園投資金額的幾十分之一
，然而
，後者已研發出 29 款建築機器人樣機由於工地場景複雜，目前都還處於研發階段，沒有實現量產。

無論是和日本相比，還是較之成熟工業領域機器人的廣泛應用


，號稱基建狂魔的中國建築自動化進程才剛剛起步。