機(jī)器人可以定制和砌筑不規(guī)則體型的建筑砌塊。圖片來源：參考文獻(xiàn)[1]
從設(shè)計(jì)到施工，，很多人都在絞盡腦汁地尋找更快更好地蓋房子的方法。人們發(fā)現(xiàn)，今天我們的建筑設(shè)計(jì)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化，可以借助電腦軟件建立3D模型，全方位立體地設(shè)計(jì)和展示各種形態(tài)的設(shè)計(jì)方案，但，我們的施工方法還停留在傳統(tǒng)的按照二維圖紙施工的階段。為了解決這個(gè)問題，科學(xué)家嘗試機(jī)器人身上尋找答案。
機(jī)器人的“泥瓦匠”和“水泥工”說到蓋房子的工人，大家首先想到的肯定是砌磚的工人，也就是俗稱的“泥瓦匠”?？茖W(xué)家也設(shè)計(jì)出了可以完成砌磚工作的“機(jī)器人泥瓦匠”。和一般的泥瓦匠不同的是，“機(jī)器人泥瓦匠”可以讀取3D的房屋設(shè)計(jì)方案，如果是非常不規(guī)則的建筑形體，他還可以根據(jù)方案分析和定制每一個(gè)特殊形狀的砌塊，然后把它們完美可靠地安裝到位。這種“機(jī)器人泥瓦匠”可以比人類更加高效準(zhǔn)確地完成建造，還可以應(yīng)對各種不規(guī)則的復(fù)雜形體的建筑，讓更多看似異想天開的設(shè)計(jì)成為可能。
有了“泥瓦匠”還不夠，目前我們常用的技能建造不規(guī)則形態(tài)，又能保證結(jié)構(gòu)堅(jiān)固的建造方式還有鋼筋混凝土現(xiàn)澆。但是常規(guī)的澆筑需要先搭建模板，不僅不要使用大量的模板，而且不規(guī)則形態(tài)的模板搭建也是一個(gè)難題。這一款叫做InsituFabricator（簡稱IF）的“機(jī)器人鋼筋工”就解決了這個(gè)問題。它可以自動(dòng)彎折、剪切、焊接鐵絲，形成一個(gè)比較。這個(gè)結(jié)構(gòu)代替了模板，成為混凝土現(xiàn)澆的模具和骨架。因?yàn)樗容^致密，并且有抗拉的力學(xué)性能，所以它既有混凝土模板的作用，也有混凝土里面鋼筋的作用，混凝土剛好，然后在后期，可謂一舉兩得。
僅僅是讓機(jī)器人做砌磚和編鋼筋的工作還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足人類的需（ye）求（xin）。既然我們實(shí)現(xiàn)了把數(shù)字化模型直接打印成實(shí)物的3D打印技術(shù)，為什么不用這個(gè)技術(shù)來“打印”房子呢？于是科學(xué)家們又倒騰出了一種超大號(hào)的3D打印建筑機(jī)器人。
這個(gè)機(jī)器人叫做數(shù)字化建造平臺(tái)（DigitalConstructionPlatform簡稱DCP），它帶有一個(gè)液壓驅(qū)動(dòng)的可以自由伸縮和移動(dòng)的機(jī)械臂，可以搭載太陽能光電板，或者使用電源或電池。它的自身體積不大，可以被安裝在各種不同的環(huán)境和場地中，而且它但是非常靈活，機(jī)械臂的工作半徑可達(dá)10米以上，可以勝任各種復(fù)雜形體的建筑建造工作。
它的另一個(gè)好處是，可以根據(jù)輸入的3D模型，自動(dòng)打印輸出，不需要人來控制。想象一下，工人把機(jī)器拖到施工現(xiàn)場，安裝就位，然后輸入今天需要打印的模型，按一下“開始”，就可以回家吃飯啦！等吃完飯，天色漸晚，再回去檢查一下成果，“打完收工！”嗯，其實(shí)也不一定需要收工，只要有電，人家還可以通宵達(dá)旦地工作呢！
機(jī)械手臂花式炫技：看我左手右手一個(gè)慢動(dòng)作！圖片來源：參考文獻(xiàn)[3]
為了測試機(jī)器，科學(xué)家用聚氨酯泡沫打印了一個(gè)直徑14.6米，高3.7米的拱形結(jié)構(gòu)，只用13.5。液體聚氨酯泡沫從機(jī)器臂的前端噴出以后，會(huì)迅速膨脹和硬化，是一種很好的“建筑打印”材料。拱形結(jié)構(gòu)的墻體被打印成了中空結(jié)構(gòu)，里面還可以添加鋼筋、灌注混凝土，使之成為一個(gè)堅(jiān)固的、永久性的建筑結(jié)構(gòu)。即使在不灌注混凝土的情況下，墻體也已經(jīng)有了一定的強(qiáng)度，足以承載一個(gè)成年人站在上面。而聚氨酯泡沫也可以起到很好的保溫隔熱作用。
“打印”出來的墻體是中空的，如果需要的話，還可以做色彩的變化。圖片來源：參考文獻(xiàn)[3]
機(jī)器人又讓人類丟了工作？
這么厲害的蓋房機(jī)器人，會(huì)不會(huì)又搶了人類的工作？并不需要這樣的機(jī)器人來建造，使用常規(guī)的建造技術(shù)足矣。目前這樣的建筑機(jī)器人還有許多局限性，比如這臺(tái)數(shù)字化建造平臺(tái)的工作效果，就會(huì)受到天氣的影響。在空氣濕度太大導(dǎo)致結(jié)露以后，打印材料會(huì)發(fā)生粘接不牢而脫落的現(xiàn)象。而且一臺(tái)機(jī)器244,500美元（折合人民幣約168萬）的造價(jià)也并不便宜。雖然科學(xué)家經(jīng)過計(jì)算，得出了機(jī)器人蓋房子比較便宜的結(jié)論，但是注意，他們是在人工費(fèi)比較高昂的西方發(fā)達(dá)國家，換到人工費(fèi)低廉的發(fā)展中國家，帳就不能這么算了……
這樣的建筑機(jī)器人的優(yōu)勢在于，一方面可以實(shí)現(xiàn)比較復(fù)雜扭曲的建筑形體的精確和快速建造，比較好的完成設(shè)計(jì)師原本的設(shè)計(jì)理念。另一方面可以進(jìn)入一些比較危險(xiǎn)或者人類無法到達(dá)的地區(qū)進(jìn)行建造，只要有太陽，它們就可以工作，而且使用清潔能源，有益于節(jié)能減排。
科學(xué)家已經(jīng)設(shè)想了幾種將來有可能的建筑機(jī)器人工作場景。說不定在不久的將來，機(jī)器人會(huì)把房子蓋到火星上去呢！
未來的工作場景1：數(shù)字化建造平臺(tái)和“機(jī)器人鋼筋工”的完美合作。圖片來源：參考文獻(xiàn)[3]
未來的工作場景2：數(shù)字化建造平臺(tái)在寒冷地區(qū)“打印”冰屋。圖片來源：參考文獻(xiàn)[3]
未來的工作場景3：用沙子做原料打印分形結(jié)構(gòu)，以便沉入海中幫助珊瑚礁的生長。圖片來源：參考文獻(xiàn)[3]
這些設(shè)想里面我最喜歡的第三個(gè)，它向我們傳達(dá)了一種信息：機(jī)器人不僅可以幫人類蓋房子，也可以幫珊瑚蟲蓋房子。也許將來機(jī)器人還會(huì)在更多領(lǐng)域走入我們的生活，希望不管是機(jī)器人的設(shè)計(jì)者還是使用者都能明白，使用機(jī)器的目的是幫助我們完成高難度但是很有必要的工作，幫助我們減輕人類活動(dòng)對環(huán)境造成的負(fù)面影響，幫助我們實(shí)現(xiàn)更多創(chuàng)造性的工作，讓不同階層的人更體面更有尊嚴(yán)地生活，保護(hù)我們免于危險(xiǎn)，激發(fā)我們的人性和愛。如果不是這樣，我寧愿步子走得慢一點(diǎn)，。
說到底，技術(shù)這把雙刃劍，總是掌握在人類這個(gè)還很不成熟的孩子手中?。?/p>