在香港这个快速发展的都市中，建造业是重要的经济支柱。但随著劳动力的老化和改善工作环境的需求，提高建筑效率和安全性已成为迫切需要。建造业议会主席何安诚教授工程师到访香港物流机械人研究中心（中心），了解创新技术对未来工作场所和物流挑战的解决方案。
中心总监刘云辉教授指出，香港中文大学于2020年建立研究中心，旨在透过研发机械人和人工智能（AI）技术解决不同行业的迫切问题。中心成立的愿景是将研究成果转化产品在物流行业落地应用。机器人技术不仅可以在物流业应用，也可以拓展到其它行业，如建造业等。建筑机械人的研究非常重要，因为它能提高建筑效率、降低成本和解决建造业因工友年龄偏高面临的劳动力和安全问题。刘云辉教授提及，中心的研究重点包括四个主要领域：「鲁棒传感与感知」、「人机协作」、「智能作业机械人」及「无人驾驶系统」。
在鲁棒传感与感知方面，团队致力于开发并利用3D视觉技术打造高解析度且低成本的触觉感测器（Tactile Sensor）和热感测器（Thermal Sensor）。这些感测器的应用旨在提高建筑行业检测的准确度，例如对于楼板、墙板等结构的测量。此外，他们与中国内地厂商合作，已成功开发出一套系统用于生产线上对各种建筑材料进行全面检测，包括钢筋位置、混凝土结构等，并已达到97%的准确度。这项技术不仅应用于建筑材料的生产过程，也扩展至成品的质量检测，显示了其在建筑行业中广泛应用的潜力。
人机协作方面，团队正在开发一系列提升机械人在建筑行业应用的技术。其中一个重点是提高机械人的安全性，包括利用人工智能技术来增强机械人的感知和反应能力，降低与人接触时的安全风险，以便它们可以更安全地与人类并肩工作。
研究团队正开发一套针对建筑物维修的数码化系统，能涵盖广泛的楼宇。该技术已应用于不同场景，如游泳池、物流仓库和香港文化博物馆。该系统不仅能进行室外检查，也适用于室内环境，使其成为建筑物维护和检查的理想选择。系统的自动化设计减少了对操作人手的需求，从而提高了工作效率。
另外，团队与中国建筑等承建商正合作开发一款针对香港玻璃幕墙清洁工作的新型吊船；经过改装，这款吊船更能适应香港的建筑特点，提供了更安全、高效的清洁方法，也为高层建筑物的维护提供了新的解决方案。
香港中文大学机械与自动化工程学系副教授刘达铭在介绍机械人技术时指出，建造业的多个领域，如外墙施工、内部翻新、基础工程、预制组件安装等都已开始应用机械人技术。这些机械人不仅能提高工作效率，还能在高风险的环境中保护工友的安全。中心的机械人技术在建筑领域中大放异彩，包括从建筑物的外墙维护（如整平）到更复杂的建筑工程应用，这些技术已经在全球范围内获得认可；他们还与业界建立了合作关系，进一步推动了建筑机械人技术的商业化和实际应用。例如，研究中心与浙江省的一家公司合作，开发了用于大型建筑项目的打印机械人。
刘达铭教授介绍了几种不同的机械人应用案例，首先是中心与香港渠务署合作开发专用于污水处理厂维护清洁的机械人。这款机械人主要用于清洁沉积池中的固体废物，以提高水质净化过程的效率；设计包括一系列缆索操作，类似操纵木偶，以实现精确的移动和清洁。经过多次实地测试和改进，这款机械人已能有效地在大型的清洁工作中发挥作用，并有望应用于更广泛的场景和不同尺寸的污水处理设施。
中心亦与其他机构合作开发清洁机械人，专门用于建筑物外墙的清洁和涂漆工作。这款机械人透过其机械臂和精细的控制系统，能够取代人工进行窗户清洁和外墙涂漆，确保操作精准且安全。此外，机械人还配备了水源和油漆供应系统，能够根据工作需要自动调整。这款机械人擅长提供精密的控制、提高工作效率、减少对人力的依赖，亦能够在高空或恶劣环境中代替人工作业。
刘达铭教授表示，在建筑维护和检查领域，中心的自动化机械人系统亦有大量应用场景，对建筑维护工作提供了重要的技术支持。其中一个机械人系统能够在建筑物上自动完成特定的作业，比如贴密封带。这个系统能够自动感知目标位置，并按计划的路径执行任务。透过先进的飞行规划技术，系统能够在无需人工介入的情况下自动完成建筑外墙的扫瞄和检查工作。这不仅提高了检查的速度和精确度，还极大地降低了检查成本和时间。
对于高层建筑的外墙作业，中心开发了另一款自动化机械人，拥有窗户清洗、涂漆、检查和修复等多种功能。这款机械人主要由两大部分组成：一是缆索驱动的机械人系统，用于移动；其次是带有机械臂的平台，用于执行各项任务。目前，该机械人使用压力传感器（Force Sensor）来保持洁具与清洁表面之间的完美接触，并可以通过滚轮来涂漆。
该系统还能够根据客户需求，在建筑物表面进行标记，以便于日后进行维修或其他工作。该系统具有多种传感器及摄像头模组，并使用基于声音的检测模式，可以分析建筑物的健康状况，并自动生成详细的检查报告，还能够精确识别出需要关注的区域，提供比人工更细致的检测。除了具有非侵入式的优点外，它的轻便设计和低成本也使得广泛应用成为可能。此外，该系统还能将检查数据转化为BIM（建筑信息模型）格式，利于对建筑物进行更深入的分析和维护计划。
刘达铭教授在介绍时提到，不少客户已经在使用这套系统，从政府部门（例如：建筑署、房屋署）、法定机构（例如：港铁）到其他公司都是客户之一。系统的自动化流程减少了对操作员的依赖，从而允许更紧密、更精确的检查，这对于检查无法直接飞入或难以接近的建筑结构（例如：楼宇的天井）颇有助益。透过与客户的密切合作，中心能够针对不同的建筑特征开发创新解决方案，同时进一步探索如何将这些技术商业化。这能提升作业和维护效率、增强公共安全并降低成本，使整个建造行业受益。展望未来，这些机械人在香港各类建筑物的应用范围将进一步扩大。
本次参观令业界嘉宾对香港物流机械人研究中心印象深刻，不仅加深了对于建筑机械人技术发展的认识，也增强了对于香港作为建筑机械人研发领先地区的信心。业界正期待这些机械人技术能够早日在建造业进行试用和商业化应用，从而显著提高工作效率，优化传统的工作方法，并为建造业开拓新的机遇与商业模式。此外，这些技术可以执行许多工友感到困难的、高危的或无法完成的任务，进而创造新的工作机会和业务方向。
香港物流机械人研究中心团队与政府部门和私营企业合作，将机械人技术应用于实际建筑项目，不断进行试验和改进。特区政府和建造业对于机械人技术的支持，将为这一领域的发展提供强大动力。未来，我们可以期待机械人技术在建造业中更为广泛的应用，并逐步扩展至更多领域。
最后更新：2024-04-19 16:42:54
