研究人員研發(fā)出了一種名為HuskyA200的移動機器人平臺，它可以用于在建筑工地完成自動化物流任務。這款移動機器人是Fraunhofer意大利創(chuàng)新工程中心所進行的眾多項目之一，這個中心的研究和開發(fā)工作集中在建筑數(shù)字化、工業(yè)柔性自動化、技術(shù)工人和農(nóng)業(yè)的靈活自動化，以及數(shù)字商業(yè)模式。這一項目旨在推動建筑領(lǐng)域的數(shù)字化事業(yè)、填補機器人與建筑行業(yè)間的鴻溝。位于意大利博爾扎諾的該中心的研究人員正在研發(fā)一種軟件界面，使移動機器人能夠在建筑工地上識別出自己要走的路。

    一、建筑信息模型提高建筑行業(yè)工作效率

    目前，人們對可負擔得起的居住空間的需求已經(jīng)達到了頂峰，而著手建造大型、復雜的建筑項目則需要高效、節(jié)省時間和成本的解決方案。Fraunhofer意大利創(chuàng)新工程中心決心提供這些解決方案，并加快施工流程中的決策制定。

    這個中心的成員正在利用一種稱為建筑信息模型(BuildingInformationModeling，BIM)的技術(shù)，來開發(fā)軟件系統(tǒng)和界面。BIM是建筑學、工程學及土木工程的新工具。建筑信息模型或建筑資訊模型一詞是由Autodesk所創(chuàng)的。它是來形容那些以三維圖形為主、物件導向、建筑學有關(guān)的電腦輔助設(shè)計。

    BIM技術(shù)使規(guī)劃師、建筑業(yè)主、建筑工人、技術(shù)人員、設(shè)備經(jīng)理等每個人都需要了解獲取建筑整個生命周期中的數(shù)字數(shù)據(jù)模型。博爾扎諾中心自動化和機電一體化工程團隊成員、研究員MichaelTerzer說：一方面，我們的目標是在南蒂羅爾建立并應用BIM。另一方面，我們希望將BIM引入建筑工地，在建筑領(lǐng)域和機器人領(lǐng)域間架起一座橋梁。

    二、軟件+機器人助力建筑工地數(shù)字化轉(zhuǎn)型

    在ROSBIM項目中，Terzer與施工團隊的同事一起開發(fā)了一個軟件界面，將BIM與機器人操作系統(tǒng)(ROS)連接起來。這個模塊化的開源軟件安裝在移動機器人的微型PC上。因為開發(fā)工具與平臺無關(guān)，因此不同類型的機器人都可以適應它。此外，ROS還支持各種編程語言。

    這款軟件界面使用行業(yè)基礎(chǔ)類(IFC)文件格式，用于向機器人加載面對對象的數(shù)字信息。Terzer說：建筑工地是充滿活力且不斷變化的。ROSBIM可以通過接口接收敏感的數(shù)據(jù)，比如機器人無法用傳感器探測到的障礙物信息。通過這種方式，機器人就可以在施工現(xiàn)場收到某電纜坑或電梯井開放的警報，這樣它就可以繞過陷阱。這意味著機器人可以通過操作系統(tǒng)不斷修改它的障礙地圖。

    所有的數(shù)據(jù)都會在BIM數(shù)據(jù)庫中存檔，并且需要不斷更新。從建筑規(guī)劃、建設(shè)到設(shè)施管理和基礎(chǔ)設(shè)施升級，一系列的建設(shè)過程都會在數(shù)據(jù)庫中體現(xiàn)。BIM是建筑數(shù)字化的關(guān)鍵組成部分。這種創(chuàng)新的工作方法和機器人技術(shù)的結(jié)合是建筑行業(yè)轉(zhuǎn)型數(shù)字化的機會之一。他們創(chuàng)建了一個連接BIM和商用機器人的接口，以便于使用BIM數(shù)據(jù)。這個團隊的目標是在施工現(xiàn)場充分利用可用的數(shù)字建筑數(shù)據(jù)。通過利用這些數(shù)據(jù)，可以使移動機器人能夠在不斷變化的環(huán)境中運輸沉重的貨物，例如運送材料和工具等，從而可以減輕施工現(xiàn)場的工人工作量。

    三、移動機器人可作為物流助手，通過數(shù)字地圖實現(xiàn)自主運動

    該移動機器人平臺專為惡劣環(huán)境設(shè)計，配有電子控制單元、加速度、激光和傾角傳感器，可以幫助機器人在崎嶇的地形中行進。不過現(xiàn)在，這個機器人仍舊僅限于在博爾扎諾的NOI科技園內(nèi)進行巡邏。作為建筑工地上的物流助手，它激活了跟隨我功能以配合人類建筑工人。此外，正如研究人員最初在室內(nèi)實驗中證明的那樣，這種移動機器人可以實現(xiàn)自動駕駛。例如，在數(shù)字地圖的幫助下，機器人可以獨立地將貨物從A地搬運到B地。

    但是，在非結(jié)構(gòu)化環(huán)境中，進行自主運動是一件很復雜的事情，因此這需要采取進一步的措施。機器人平臺通過BIM數(shù)據(jù)接收到的信息可以幫助它們提高導航能力，增強感知能力。此外，農(nóng)民也可以用這種機器人做助手。

    結(jié)語：多種技術(shù)加持推動機器人應用落地

    目前各行業(yè)都在大力推動數(shù)字化轉(zhuǎn)型，無論是倉庫還是餐廳，都在轉(zhuǎn)變工作方式，引入機器人實現(xiàn)自動化。建筑行業(yè)也逐漸加入數(shù)字化大潮，借助BIM+ROS的支持，逐步提升機器人的各方面能力，推動機器人盡快應用于建筑工地，協(xié)助工人工作。此外，其他行業(yè)也在推動機器人應用實現(xiàn)數(shù)字化，并通過不同方式為機器人提供技術(shù)加持，保障它們可以更好地協(xié)助人類生活與工作。