【WRC • 前沿】搭建筑信息模型 + 机器人操作，意大利机器人助力建筑业数字化

导语：移动机器人变身工地物流助手，建筑信息模型便利机器人自主移动。

近日，研究人员研发出了一种名为 Husky A200 的移动机器人平台，它可以用于在建筑工地完成自动化物流任务。

这款移动机器人是 Fraunhofer 意大利创新工程中心所进行的众多项目之一，这个中心的研究和开发工作集中在建筑数字化、工业柔性自动化、技术工人和农业的灵活自动化，以及数字商业模式。

这一项目旨在推动建筑领域的数字化事业、填补机器人与建筑行业间的鸿沟。位于意大利博尔扎诺的该中心的研究人员正在研发一种软件界面，使移动机器人能够在建筑工地上识别出自己要走的路。

一、 建筑信息模型提高建筑行业工作效率

目前，人们对可负担得起的居住空间的需求已经达到了顶峰，而着手建造大型、复杂的建筑项目则需要高效、节省时间和成本的解决方案。Fraunhofer 意大利创新工程中心决心提供这些解决方案，并加快施工流程中的决策制定。

这个中心的成员正在利用一种称为建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）的技术，来开发软件系统和界面。BIM 是建筑学、工程学及土木工程的新工具。建筑信息模型或建筑资讯模型一词是由 Autodesk 所创的。它是来形容那些以三维图形为主、物件导向、建筑学有关的电脑辅助设计。

BIM 技术使规划师、建筑业主、建筑工人、技术人员、设备经理等每个人都需要了解获取建筑整个生命周期中的数字数据模型。

博尔扎诺中心自动化和机电一体化工程团队成员、研究员 Michael Terzer 说：" 一方面，我们的目标是在南蒂罗尔建立并应用 BIM。另一方面，我们希望将 BIM 引入建筑工地，在建筑领域和机器人领域间架起一座桥梁。"

二、 软件 + 机器人助力建筑工地数字化转型

在 ROSBIM 项目中，Terzer 与施工团队的同事一起开发了一个软件界面，将 BIM 与机器人操作系统（ROS）连接起来。这个模块化的开源软件安装在移动机器人的微型 PC 上。因为开发工具与平台无关，因此不同类型的机器人都可以适应它。此外，ROS 还支持各种编程语言。

这款软件界面使用行业基础类（IFC）文件格式，用于向机器人加载面对对象的数字信息。Terzer 说：" 建筑工地是充满活力且不断变化的。ROSBIM 可以通过接口接收敏感的数据，比如机器人无法用传感器探测到的障碍物信息。通过这种方式，机器人就可以在施工现场收到某电缆坑或电梯井开放的警报，这样它就可以绕过陷阱。这意味着机器人可以通过操作系统不断修改它的障碍地图。"

所有的数据都会在 BIM 数据库中存档，并且需要不断更新。从建筑规划、建设到设施管理和基础设施升级，一系列的建设过程都会在数据库中体现。

▲在模拟施工现场使用移动机器人平台进行试用

BIM 是建筑数字化的关键组成部分。这种创新的工作方法和机器人技术的结合是建筑行业转型数字化的机会之一。他们创建了一个连接 BIM 和商用机器人的接口，以便于使用 BIM 数据。

这个团队的目标是在施工现场充分利用可用的数字建筑数据。通过利用这些数据，可以使移动机器人能够在不断变化的环境中运输沉重的货物，例如运送材料和工具等，从而可以减轻施工现场的工人工作量。

三、 移动机器人可作为物流助手，通过数字地图实现自主运动

该移动机器人平台专为恶劣环境设计，配有电子控制单元、加速度、激光和倾角传感器，可以帮助机器人在崎岖的地形中行进。不过现在，这个机器人仍旧仅限于在博尔扎诺的 NOI 科技园内进行巡逻。

作为建筑工地上的物流助手，它激活了 " 跟随我 " 功能以配合人类建筑工人。此外，正如研究人员最初在室内实验中证明的那样，这种移动机器人可以实现自动驾驶。例如，在数字地图的帮助下，机器人可以独立地将货物从 A 地搬运到 B 地。

但是，在非结构化环境中，进行自主运动是一件很复杂的事情，因此这需要采取进一步的措施。

机器人平台通过 BIM 数据接收到的信息可以帮助它们提高导航能力，增强感知能力。此外，农民也可以用这种机器人做助手。

结语：多种技术加持推动机器人应用落地

目前各行业都在大力推动数字化转型，无论是仓库还是餐厅，都在转变工作方式，引入机器人实现自动化。建筑行业也逐渐加入数字化大潮，借助 BIM+ROS 的支持，逐步提升机器人的各方面能力，推动机器人尽快应用于建筑工地，协助工人工作。

此外，其他行业也在推动机器人应用实现数字化，并通过不同方式为机器人提供技术加持，保障它们可以更好地协助人类生活与工作。

（来源：Tech Xplore）