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(guó)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。
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(zhǎng)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%。
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(yíng),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(aixdlun)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(jiǎn)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。
2.機(jī)器人替代建筑工部分工作
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”
澳大利亞科技公司設(shè)計(jì) 3D 建筑機(jī)器人,工作效率是人工的 4 倍。24 小時(shí)連續(xù)工作的話,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。
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(yíng)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。