智能建筑工人时代来临？

文│沈浩浩

智能建筑工人时代来临？

文│沈浩浩

有机器人吸尘器和扫地机器人帮助我们整理房屋，那么为什么不是机器人帮我们建造房子？在这点上，目前已有突破。

对于很多人来说，白蚁就是毁灭的同义词。只要一有机会，房子的主人一转身，房子就会被吃掉。但是昆虫学家有不同的看法。他们更可能对这种虫子的建设能力滔滔不绝。

白蚁的堆可以高达向着天空三米，这对身长只有几毫米的生物来说算是巨大成就了。而且这些堆并不仅仅是一堆土。他们有巧妙的空调系统，利用对流来保持凉爽；某些甚至调整成南北向，来避免午日阳光的炙烤。白蚁同时还建造联通土堆和外界的避难通道，用以在觅食的时候保证安全。

当然，个体白蚁太笨了，理解不了诸如对流和太阳辐射同类这类东西。相反的，进化时几条简单的法则编码进了他们的神经系统里，受信息素（一种发射信号的化学物质）的约束，这些法则引导他们打造他们的土堆，这种行为联合起来制造复杂的成果，是层创进化的典型案例。

层创进化是一种在20世纪初为摆脱生机论和机械论的论证而从科学和哲学角度提出的理论。生态学家威廉·莫顿·惠勒和沃德阿利后来从社会的角度下了定义，即：自然界中的社会协作模式发展到高层次上的一种自发现象。

现在人类的设计者也对层创进化越发感兴趣。在一份刚刚发表在《科学》上的论文中，贾斯汀·魏飞尔（Justin Werfel）和他在哈佛的团队认为，由白蚁启发而来的机器人可以通过把标准大小的磁性砖头结合起来的方式造东西。他们的人类控制者要做的就是给它们编几条适当的规定然后让他们自己动手干。

让魏飞尔博士的机器人与众不同的是，与其设置一个电脑程序形式的控制系统，安坐中央，告诉其余每个机器人该做什么，控制被分给了整个系统的部件们，它们互相间不能联系。机器人则是小小的轮式装置，不需要看到大局。

在白蚁的事例里，大局由自然选择提供。历经百万年，自然选择精炼出了每个白蚁需要遵守的规则。在魏飞尔博士的机器人那里，一位人类的设计师制定他想要的结果，在一个由团队开发的程序的帮助下，产生会引导他们建设的规则，然后每个机器人如是编程。剩下的工作就是告诉机器人从哪开建。

机器人用这块初始的砖头来跟踪动向。它们接受的规则有一系列的动作组成，被允许在一个在他们小小脑子中源于砖头的三维网格的任意一点执行这些动作。这些动作包括“前进”、“后退”、“放一块砖”、“爬上一块砖”和“从一块砖上下来”。如果一台机器人发现不能完成一个特定的动作（通常是由于其他人放砖挡住了道路），它会继续找其他的事情干，直到最终想要的目标达成。

当然，这也有局限性。比如，机器人只能为建筑物添砖加瓦，不能移除他们。所以，虽然这个系统足够聪明，让它们建造楼梯通向高层，这些梯子会最终成为建筑的一部分。换句话说，机器人不能对付临时支架的概念。根据魏飞尔博士，这不过仅仅是由于它们的物理局限，因为它们很难抬走一块已然放置的砖头。缺乏脚手架并不是作为系统基础的数学算法的概念性局限。

看起来，魏飞尔博士的机器人仅仅能建造金字塔式的这种早期人类建筑师搞定的东西。但是他希望，就像人类，他的机器人建筑小分队能做得更好，把空间和骑楼包含进他们的建设中。

实际上，机器人建筑小分队并不是新事物。去年宾夕法尼亚大学的研究者们已然展示了一个利用远程遥控的飞行机器人盖房子的系统。现在还有一款电子产品能够从头开始快速的建造一套房子，这台机器人就可以在仅仅一天内建造一套232平方米的房屋。

南加州大学的教授B e h r o k h Khoshnevis设计了这部号称可以取代建筑工人的巨型机器人。Khoshnevis教授说，该技术被称为轮廓工艺Contour Crafting，它“基本上是把3D打印的规模向上扩展到建筑物的规模。”

Contour Crafting系统是一种机器人，可以使通常使用的手工工具自动化。这些都是依靠生成三维目标的机器式起重架。坚固的墙体在建造一层一层混凝土时使用了自动加固，而管道和电气在建设过程中也加入了该系统。这项技术的性质意味着它将有可能创造弧形墙壁和建筑，既“异国”又“美丽”。

目前， Khoshevis博士和他在南加州大学的团队，决定投入美金150万元开发建筑工机器人，预计今年四月进行测试。由于建材只包含水泥及石膏，除了让室内装潢师还有口饭吃，更能在简化工程的同时，容许较复杂的建筑设计和降低成本（约原来的1/5）。Khoshnevis教授称，这种轮廓工艺可以削减房屋成本，从而使数百万流离失所者能拥有自己的房屋。

此外，我们还得知，今年年初由拉夫堡大学开发的建筑工机器人，则须花费一个礼拜的时间完成一栋建筑物，但屋内的水电配置及空调系统皆包含在工程内。