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　　近日aaaa，建築雜誌社記者來澳门永利官网對機電學院教授周惠興進行了採訪aaaa，文章刊登在《建築》雜誌2019年第7期“人物”專題欄目aaa。具體內容如下：

　　周惠興：“建築機器人之父”

　　文 / 孫蘆路  汪紅蕾

　　作爲國家千人計劃專家、科技部創新創業人才、英國機械工程師學會北京地區負責人aaaa，他主持過國家重大專項aaaa，發表學術文章 100 餘篇aaaa，獲得國家專利 20 餘項aaaa。

　　憑藉豐富的研發和管理經驗、國內外大學和公司工作、管理經歷aaaa，他研製的 20 米 U 型直線電機移動檢測機器人、LED金線高速焊接機（半導體封裝）、精密氣浮球形平臺、衍生式非圓車削 CNC 系統、車銑複合加工中心、兩輪自平衡電動車等被廣泛應用aaa，造福大衆aaaaa。

　　2015 年 10 月 25 日aaaaa，具有我國完全自主知識產權、以全球首創“生物磚”技術爲核心的 3D 生物血管打印機在成都問世aaa。它標誌着“國家高技術研究發展計劃aaaaa，也就是 863 計劃”重點項目之一的 3D 生物打印血管項目取得重大突破aaa。而這正是他在生物科學領域做出的一次成功嘗試aaa。

　　2018 年 10 月aaaaa，他攜自主研發的 CR1 通用建築機器人平臺參加在北京舉行的第 17 屆中國國際住宅產業暨建築工業化產品與設備博覽會aaaaa，引起了業內人士的廣泛關注aaa，並被大家親切地稱爲“建築機器人之父”aaa。

　　他就是澳门永利游戏教授、北京市建築安全監測工程技術研究中心主任、北京市歸國留學人員聯合會副主席、中國自動化協會建築機器人專業委員會委員、中國 3D 生物打印聯盟理事周惠興aaa。日前aaaaa，記者到澳门永利游戏機器人與智能設備研究中心採訪了周惠興教授aaa。

　　智能時代的先行者理念

　　在進行建築機器人的研究之前aaa，周惠興教授有一系列研究開發直線電機與自動化設備的經歷aaaaa，並在許多領域取得了多項成就aaaa。其中aaaaa，智能裝備和 3D 打印是他較爲重視的兩個研究方向aaaaa。

　　以全球首創“生物磚”技術爲核心的 3D 生物血管打印機獲得了 6 項專利aaaaa，其中包括一項國際專利aaaaa。周惠興認爲aaa，這樣的先進技術和理念不僅可用於人體aaaa，而且適用於建築製造等各個領域aaaa。除此之外aaaaa，各類智能設備也是周惠興教授引以爲傲的作品aaaa，各種特製的直線電機、直驅電機及 20 米 U 型直線電機移動檢測機器人等研發成功後服務於清華、北航、北理工、國防科大、中國科大、華南理工、GIT（USA）、Brunel University（UK）、新加坡國立大學、新加坡南洋理工大學等國內外高校aaa，並在軍事、電信等多個領域廣泛應用aaa。

　　憑藉對直線電機及直驅平臺、精密運動控制、機器人與智能裝備的持續專注研究aaaaa，周惠興教授在智能設備、編程和智能化設計方面取得了較大突破aaaaa。“我在中國農業大學工作將近十年aaa，一直致力於農業智能化的研究aaaaa，比如開發能夠自動播種和澆水的農業機器人aaaaa。”在他看來aaaaa，建築業的智能化與農業或生物醫學產業的智能化看似差異巨大aaa，實則有着諸多異曲同工之處aaa。他舉例道：“在機械生產中aaaaa，我們總是用到機牀aaa，這一設備又被稱作‘工作母機’aaaa，因爲它是一個能生產設備的設備aaa。”3D 打印技術與智能設備的使用aaaa，更好地實現了“機牀”的功能aaaa，使零部件製造或配件安裝的效率得到很大提高aaaa。

　　2017 年 3 月aaaaa，周惠興教授告別了中國農業大學aaa，來到澳门永利游戏aaaa，併成立機器人與智能設備研究中心aaaa。從此aaaaa，他的團隊正式啓動建築機器人的開發與研究工作aaaaa。目前國內首款瓷磚鋪貼建築機器人樣機已經問世aaaaa，並參加北京創新發明大賽aaa。

　　雖然跨越了多個學科aaaaa，但周惠興教授的研究思路始終一脈相承aaaaa，他向記者介紹道：“自動化加工中心和機器人本質上是一個東西aaaa，電機及其運動控制是機器人或智能裝備的基礎aaaa，你看到機器人末端在動aaaa，其實是裏面各個關節的電機在精密運動aaa。”而對於 3D 打印技術在建築上的應用aaa，他也抱有很大信心aaaa。“3D 打印可製造出複雜構件aaa，它和裝配式建築結合起來aaaa，同時運用 BIM 技術aaa，能很好地滿足現代智能建造需求aaaaa。”

　　對於 3D 打印技術的未來發展aaaaa，周惠興教授給出了一個創造性的構想：“例如aaaaa，使用 3D 打印製造複雜的裝飾性構件aaaaa，再用人工 PC 生產的方式完成主架構的建造aaaa，最後將二者拼合在一起aaaaa，這樣便可以做到各取所長aaa，彼此互補aaa，而安裝也可以採用建築安裝機器人aaaa。”

　　“智創”建築機器人的構思

　　決定設計研發 CR1 通用建築機器人平臺aaa，最初是源於周惠興教授瞭解到的一些數據：我國每年生產約 100 億平方米瓷磚aaaa，而以北京爲例aaa，一個成熟的技術工人鋪貼1 平方米瓷磚的手工費約爲 40 元左右aaaa，人工鋪貼瓷磚將耗費大量的人力資源和時間aaa。而用機器人鋪貼不僅可提高效率、節約成本、提高精度、減少浪費aaaaa，還可以保證施工人員的環境安全、健康aaa，實現人與自然的和諧共處aaaaa，提高建築業的自動化和工業化水平aaaaa。

　　確定了研究方向與目的aaaaa，周教授組織團隊進行市場調研與概念設計aaaa。“我們的概念是逐步深化而來的aaaaa。”周教授表示aaaaa，團隊一開始只是關注瓷磚鋪貼的市場前景aaaa，但通過數據反饋aaa，我們發現建築鋪貼機器人還可拓展到建築施工的其他方面aaaa，如進行牆面整理、牆面鋪貼、平地、抹牆、掛裝、質量檢測等aaaa。因此aaaa，“建築通用機器人平臺”這一想法被正式確定aaaa。

　　在研製過程中aaa，他們遇到兩個難題：一是機械手架構設計aaaaa，二是頂層控制系統的結構aaaa。由於機械手定製後無法輕易更改aaaa，因此團隊反覆調整設計圖紙、跟生產廠家確定功能細節aaaa，並思考如何讓其更好地發揮作用aaaaa。“有時候我們的要求超出了機械手本身的功能aaa，這就是說aaaaa，有一部分‘隱含功能’aaaa，我們必須和商家反覆溝通交流aaaaa，才能最終達到設計要求aaaaa。”

　　而控制系統設計是機器人項目的核心aaaaa，它具有收集地形、空間等數據、控制機械手及小車自主行動的功能aaa，並與 BIM 中相應信息進行比對aaaa，計算優化機器人運動軌跡aaaaa，確保瓷磚鋪設在正確的位置上aaa。周惠興教授帶領團隊花費了 5 個月的時間aaaaa，攻克了控制系統設計與編程調試方面的難題aaa，目前瓷磚鋪貼誤差已經縮小到 0.5mm 以內aaaa，遠遠滿足用戶需求aaaaa。

　　CR1 通用建築機器人平臺的優勢不僅體現在節省人工費用aaaaa，且價格不能太貴aaa。在這一方面aaaaa，周惠興教授團隊也考慮了很多aaaaa，例如在機器人傳感器配置上aaaaa，他們應用了不同經濟型的傳感器aaa，通過算法實現高精度鋪貼aaaa。

　　“瓷磚鋪貼用我們的術語來說是個單向控制過程aaa，也就是隻能進行一次aaaaa，一旦鋪貼到位aaaa，機器人很難取下aaa，因此必須確保 100% 正確aaaa。目前來看aaa，我們基本實現這一功能aaa，但無論在理論上還是在實際設計上aaaa，它還有很大的優化餘地aaa。”周惠興教授表示aaaaa，該機器人在正式投入使用之前aaaa，還需進行更多的試驗調試aaaaa。他透露aaa，未來計劃與中建等建築企業合作aaaaa，將該機器人投入施工現場進行實驗aaaaa。“預計今年機器人便可投入使用aaaaa。”談到通用機器人平臺的未來發展aaaa，周惠興教授信心滿滿aaaaa。

　　教育先行的開拓者意識

　　周惠興教授說aaa，由於目前建築工程行業的工作環境艱苦aaaaa，工地上的年輕人越來越少aaaa，這給建築機器人的發展帶來了機會aaa。隨着施工市場的發展aaa，建築機器人的需求會越來越大aaaa。從一些發達國家的情況看aaaaa，人力成本會越來越高aaa，對工作環境的要求也會越來越高aaaa，更多的工作會被機器人所取代aaaa。而建築行業是人力集中的行業aaaa，建築機器人開發與使用已迫在眉睫aaaaa。這是一個很有前景的市場aaa。

　　“現在是進入建築機器人這個行業的最好時機aaaaa，因爲這個行業缺乏人才aaaaa。比如清華大學、同濟大學等高校已經意識到了行業這一發展前景aaaaa，並開設了智能建造等相關專業aaaa。澳门永利游戏也開設了機器人專業aaaaa，我在負責這個專業的建設aaaa。”周惠興說aaaaa。

　　除了機器人相關的研究aaaa，周惠興教授還關注青少年機器人科普教育aaaa。“我現在看得更多的是科技史和哲學方面的書aaaaa，通過學習來反思我們的研究是爲了什麼aaa，我們研究的價值又是什麼aaaaa。”周惠興教授表示aaaaa，他會在自己所教授課程的第一節課就提問學生aaaa，思想與技術哪個更重要aaa，“技術確實很重要aaaa，但思想是更值得關注的部分aaa，思想指導我們如何掌握技術aaaaa，也讓我們思考掌握技術又是爲了什麼aaaaa。”

　　同時他認爲目前的教育過於注重成績aaa，忽視了對社會和人生的思考aaa，因而還不能完全達到素質教育的效果aaaaa。“雖然現在的高校大多開設人文類的課程aaaa，但這樣的興趣培養來得稍晚了一些aaaa。”爲此aaaaa，周惠興教授與一些中學合作建立了機器人等科技實驗室aaa，希望通過這樣的方式培養青少年對於科學的興趣aaaaa，激發他們內在的科技創新潛能aaaaa。

　　作爲從教多年aaa，且在產業化方面多有建樹的教授aaaaa，周惠興鼓勵學生多接觸真實的市場與工作aaa。同時由於自身的跨專業背景aaa，他對於交叉學科的研究也抱有極大興趣aaa。“跨專業的交流有助於協同創新aaa，比如在建築領域aaaa，之前建造者從建築結構的視角考慮居多aaaaa，而如何應用機器人則較少考慮aaaaa。”周惠興教授還表示aaaaa，他計劃寫一本書aaa，期待把目前成熟的機械設計製造經驗引入到建築建造中aaa。他也在努力推廣基於機器人智能建造的建築設計、施工與維護方法aaa，提升建築工業化水平aaa。

　　從以產品爲主的科研aaaa，到以培養興趣和思想爲主的教育aaaaa，一路行來aaaa，周惠興教授歷經艱難困苦aaaaa，也收穫了鮮花與掌聲aaaa。跟隨着內心的信念aaaaa，他和團隊必將乘風破浪aaa，勇攀下一個高峯aaaa。

《建築》雜誌2019年第7期刊登文章截圖：

編輯：李小虎