國(guó)外建筑機(jī)器人研究現(xiàn)狀及發(fā)展動(dòng)向

4國(guó)外建筑機(jī)器人研究現(xiàn)狀及發(fā)展動(dòng)向建筑機(jī)器人技術(shù)的開發(fā)與研究雖然比工業(yè)機(jī)器人起步晚，但卻越來越受到重視，世界上很多國(guó)家都熱心于建筑機(jī)器人的研究與開發(fā)工作。4.1日本日本的建筑機(jī)器人開發(fā)研究分建筑和土木兩大類,已研制出的建筑機(jī)器人如表2所示.日本建筑機(jī)器人今后的主要研究課題如下：（1）加強(qiáng)有關(guān)建筑企業(yè)的施工研究部門的機(jī)器人化；（2）努力使施工條件定量化；（3）增大設(shè)計(jì)和施工間的情報(bào)交流密度；（4）適用建筑領(lǐng)域的新型機(jī)器人技術(shù)的開發(fā)；（5）建筑機(jī)器人的開發(fā)制造，熱心機(jī)器人事業(yè)的廠商的培養(yǎng)；（6）推廣官、學(xué)、產(chǎn)協(xié)作體制。

4.2美國(guó)美國(guó)的建筑機(jī)器人研究開發(fā)課題如表3所示，幾乎都在大學(xué)中進(jìn)行，例如斯坦福大學(xué)在土木工程部進(jìn)行集成設(shè)備工程中心（CIEE）研究計(jì)劃，大力提供機(jī)器人和計(jì)算機(jī)科學(xué)的資料，有34個(gè)公司的企業(yè)作為會(huì)員，大規(guī)模從事“MultiClient”研究，日本也有六個(gè)公司的大型承包商企業(yè)參加，并提供了資料，現(xiàn)在重點(diǎn)進(jìn)行CAD計(jì)算機(jī)模擬。以麻省理工學(xué)院的Slocum教授為中心的研究人員，接受了美軍的資金，對(duì)集成建筑自動(dòng)化方法（ICAM）和集成建筑自動(dòng)化設(shè)計(jì)方法（ICADM）等研究計(jì)劃進(jìn)行了實(shí)施?？突っ仿〈髮W(xué)機(jī)器人領(lǐng)域研究計(jì)劃的一部分是研究具有智能移動(dòng)能力的建筑機(jī)器人，其研究主要是近似于人類運(yùn)動(dòng)的建筑用控制器及制導(dǎo)器。德克薩斯大學(xué)Tucker教授主持的建筑工業(yè)研究所（CII）有一百九十家公司作為其有力的企業(yè)合作成員，在這個(gè)領(lǐng)域最近迅速顯露頭角。1989年進(jìn)行的第六次國(guó)際建筑機(jī)器人討論會(huì)上，美國(guó)的Bechtel公司等共同試制開發(fā)的建筑零部件裝卸用的巨大的遙控手臂進(jìn)行了引人注目的實(shí)地表演。同時(shí)還表演了機(jī)器人作業(yè)檢查三維記錄仿真器。普渡大學(xué)以Skibniewski教授為中心，開發(fā)了用于掃清、涂裝等的自動(dòng)行走型建筑機(jī)器人。4.3法國(guó)建筑科學(xué)技術(shù)中心（CSTB）的J.L.Salagaac國(guó)立機(jī)器人人工智能研究所（IIRIAM）的C.Giraud，格棱諾布爾（Grenoble）國(guó)立技術(shù)研究所的J.C.Crowly等為中心推進(jìn)了建筑機(jī)器人的研究。特別是CSTB正在開發(fā)能在建筑現(xiàn)場(chǎng)工作的適用于環(huán)形物涂裝的移動(dòng)式機(jī)器人。敦克爾克的Nordmed造船廠開發(fā)了RM3壁面爬行機(jī)器人，這種機(jī)器人原本應(yīng)于用船舶，它在建筑業(yè)的應(yīng)用中也有非常大的潛力。除此之外，法國(guó)和英國(guó)的民間企業(yè)也在協(xié)作開發(fā)清掃、涂裝、噴砂用的大型移動(dòng)機(jī)器人。4.4英國(guó)

英國(guó)主要以大學(xué)為中心研究開發(fā)建筑機(jī)器人，布里斯托爾工科大學(xué)的Cusak教授為中心的研究集團(tuán)對(duì)建筑機(jī)器人現(xiàn)場(chǎng)制導(dǎo)的可能性和適合機(jī)器人化的建筑物的設(shè)計(jì)方法等進(jìn)行研究，諾丁漢大學(xué)對(duì)人工智能用于建筑工程的計(jì)劃方法進(jìn)行研究，蘭開斯特大學(xué)開發(fā)高度自動(dòng)化的挖溝系統(tǒng)，威爾士大學(xué)進(jìn)行移動(dòng)機(jī)器人的制導(dǎo)研究和鋼筋橋梁加強(qiáng)螺栓焊接機(jī)器人的研究。TaylorWoodrow建筑公司進(jìn)行開發(fā)建筑物軀體的補(bǔ)修用機(jī)器人。4.5德國(guó)斯圖加特大學(xué)附屬的生產(chǎn)自動(dòng)化研究所進(jìn)行建筑工程機(jī)器人化的必要性和開發(fā)事例的調(diào)查，現(xiàn)在正專心研究開發(fā)超大型的控制器。Thomson公司開發(fā)長(zhǎng)距離作用的大型操縱器，是前蘇聯(lián)切爾諾貝利核電站事故修復(fù)用的緊急輸出項(xiàng)目。O.Coppel公司進(jìn)行用于計(jì)算機(jī)輔助裝貨（CAL）系統(tǒng)備用油壓驅(qū)動(dòng)的掘削機(jī)的開發(fā)。4.6以色列以色列工科大學(xué)的建筑研究所所長(zhǎng)Warszawski教授為中心的科研人員進(jìn)行建筑機(jī)器人的開發(fā)研究工作，以及適合于機(jī)器人化的工藝工裝的開發(fā)，機(jī)器人化作業(yè)的計(jì)算機(jī)模擬模型的開發(fā)，機(jī)器人的縮小模型的開發(fā)等等。除上述六國(guó)之外,規(guī)模小的還有芬蘭、荷蘭、丹麥、新加坡等研究建筑機(jī)器人。5國(guó)外建筑機(jī)器人發(fā)展及應(yīng)用預(yù)測(cè)未來的建筑范圍將由地面向地層深處、海洋、宇宙空間發(fā)展，未來型城市建筑的結(jié)構(gòu)及造型，不同于目前千篇一律的老式樣，它具有各自的特點(diǎn)，建筑物的“個(gè)性化”得以充分發(fā)揮，超高的建筑開始出現(xiàn)，相當(dāng)一部分建筑是在地層深處，地下建筑群由四通八達(dá)的地下交通聯(lián)系著，各種地下公用設(shè)施齊全，到21世紀(jì)，地下核電站、地下超導(dǎo)電貯能庫(kù)、地下壓縮氣庫(kù)、地下宇宙基地等大型地下工程將不斷出現(xiàn)，工地的整個(gè)環(huán)境管理由控制系統(tǒng)完成?？刂葡到y(tǒng)廣泛采用由計(jì)算機(jī)控制技術(shù)確定的人工智能系統(tǒng)（AI）。這是具有檢側(cè)、感知、監(jiān)視等綜合功能的控制系統(tǒng)，其中大量使用的所謂專家系統(tǒng)，是一個(gè)求解程序，它集中了專家們的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，還具有推理功能，用來解決相當(dāng)于專家級(jí)水平的問題。建筑機(jī)械實(shí)現(xiàn)機(jī)器人化，作業(yè)全盤自動(dòng)化。機(jī)器人裝有AI，具有知覺和判斷能力，能適應(yīng)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)千變?nèi)f化的工況，精確地從事各種作業(yè)，機(jī)器人忠實(shí)地按照安全操作規(guī)范進(jìn)行作業(yè)，因此對(duì)其作業(yè)的安全性可十分信賴,甚至可避免人工操作的失誤。整個(gè)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無人作業(yè)，人只作些對(duì)AI系統(tǒng)對(duì)話、指示、監(jiān)視等管理工作，以及進(jìn)行定期檢驗(yàn)和程序變更工作。顯然，老齡人、女性均能勝任這項(xiàng)工作。在施工現(xiàn)場(chǎng)，各種建筑機(jī)器人協(xié)同工作、配合緊密例如,大型水庫(kù)工程中,挖掘機(jī)器人、壓