研究人員希望將制造業(yè)革命推向建筑業(yè)，但建筑行業(yè)已經(jīng)在以自己的方式實(shí)現(xiàn)“自動(dòng)化”。想象下這樣的未來(lái)：只要你按下按鈕，各種機(jī)器就會(huì)行動(dòng)起來(lái)，按照數(shù)字設(shè)計(jì)藍(lán)圖施工，在短短幾天內(nèi)就可在空地上建造出華美的全新住宅。它們會(huì)在預(yù)算內(nèi)按時(shí)完工，而且沒(méi)有任何浪費(fèi)。
在汽車(chē)制造業(yè)，這種類(lèi)似“摩登家庭”的自動(dòng)化未來(lái)愿景正在成為現(xiàn)實(shí)。如今，工程師們希望建筑業(yè)能夠成為下個(gè)自動(dòng)化目標(biāo)。從Apis Cor的3D打印房屋到麻省理工學(xué)院媒體實(shí)驗(yàn)室的全新多用途機(jī)器臂，初創(chuàng)企業(yè)和研究部門(mén)都在朝著相類(lèi)似的目標(biāo)前進(jìn)，即在這個(gè)難以顛覆的行業(yè)引發(fā)數(shù)字革命。
2016年7月份，在美國(guó)加州一處停車(chē)場(chǎng)上，15米寬、6米高的半穹頂式建筑在短短2天內(nèi)即拔地而起。它使用了安裝在可自動(dòng)駕駛、類(lèi)似坦克的載體上的機(jī)器臂，它用了13.5個(gè)小時(shí)一層層地堆積塑料泡沫，直到其最后膨脹為巨大的黃色蜂箱。麻省理工學(xué)院希望其數(shù)字建筑平臺(tái)（DCP）能首先為未來(lái)建筑奠定基礎(chǔ)。
研究領(lǐng)導(dǎo)者史蒂文·基廷（Steven Keating）說(shuō)：“通過(guò)設(shè)計(jì)數(shù)字化進(jìn)程，我們已經(jīng)看到其巨大潛力。但是我們還沒(méi)有到看到其真正改變建筑工地。”盡管我們正迎來(lái)所謂的“第四次工業(yè)革命”曙光，但建筑工人依然像以前那樣工作：堆疊矩形，有時(shí)候甚至依然要靠雙手。
建筑是個(gè)龐大產(chǎn)業(yè)，其消耗的原材料遠(yuǎn)超其他行業(yè)，且占全球經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的11%。然而這個(gè)行業(yè)也向來(lái)以低效著稱(chēng)，建筑業(yè)產(chǎn)生了美國(guó)半數(shù)固體廢料，這使得其成為自動(dòng)化的首選目標(biāo)。然而與室內(nèi)裝飾不同，建筑工地通常依賴(lài)于大自然的仁慈。我們對(duì)建筑物安全的依賴(lài)程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)對(duì)其他消費(fèi)產(chǎn)品?；⒉┦拷忉尫Q(chēng)，有鑒于此，建筑行業(yè)通常不愿意接受創(chuàng)新。他說(shuō)：“人們對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的擔(dān)心會(huì)持續(xù)50年到100年，畢竟生活隨時(shí)都充滿風(fēng)險(xiǎn)。”
不過(guò)，有些組織認(rèn)為他們已經(jīng)取得突破。今年2月份，初創(chuàng)企業(yè)Apis Cor的機(jī)器臂通過(guò)利用快速干燥混凝土層建造起墻壁，并建成其所謂的首棟現(xiàn)場(chǎng)3D打印房屋。該公司發(fā)言人康斯坦丁·奈菲達(dá)夫（Konstantin Nefedev）表示，他們用了1個(gè)月時(shí)間完成價(jià)值1萬(wàn)美元的房屋模型，包括布線和收尾，而打印墻壁只用了1天時(shí)間。
很容易發(fā)現(xiàn)這項(xiàng)技術(shù)的魅力。打印墻壁讓建筑工人可精確預(yù)測(cè)所需材料數(shù)量和時(shí)間，這可以幫助降低成本。的確，南加州大學(xué)正在開(kāi)發(fā)類(lèi)似的Contour Crafting系統(tǒng)，其目標(biāo)是為發(fā)展中國(guó)家數(shù)以?xún)|計(jì)的人建造廉價(jià)房屋。但是技術(shù)只是部分因素，奈菲達(dá)夫在電子郵件中寫(xiě)道：“這期間存在幾個(gè)障礙，首先就是建筑規(guī)則和監(jiān)管。”
俄羅斯測(cè)試機(jī)構(gòu)已經(jīng)為Apis Cor公司的混凝土發(fā)布認(rèn)證，宣布其可以抵御多重冷凍/解凍循環(huán)。但麻省理工學(xué)院的基廷教授想知道，在安全意識(shí)超強(qiáng)的建筑業(yè)，將如何采用這種未經(jīng)數(shù)十年使用來(lái)證明其安全性的材料。基廷更喜歡那些加強(qiáng)而非取代現(xiàn)代建筑方式的技術(shù)。他說(shuō)：“循序漸進(jìn)才是我們真正改變建筑業(yè)的最佳方案。如果你突然采用激進(jìn)方案，現(xiàn)有建筑工地的技術(shù)整合將變得更為困難?！?/p>
麻省理工學(xué)院的方案并非直接利用新材料建造整個(gè)建筑，而是選擇適合澆筑普通混凝土的模具，并將其作為概念證明。這種方法可與落后半個(gè)世紀(jì)的建筑方法完美兼容?；⒔忉屨f(shuō)：“如果你能進(jìn)入建筑行業(yè)，并取代某個(gè)打造框架的關(guān)鍵步驟，或影響整個(gè)建筑的幾何形狀，那么你已經(jīng)在使用建筑行業(yè)廣泛使用的系統(tǒng)，這就是你迅速獲得真正的建筑結(jié)構(gòu)的方法?！?/p>
機(jī)器臂的靈活性也可降低形式成本，為打造強(qiáng)度更高的曲線建筑打開(kāi)大門(mén)?；?wèn)道：“如果你看看大自然，你看到過(guò)某些動(dòng)物或昆蟲(chóng)擁有方形外殼嗎？”他還指出，這個(gè)演示僅僅代表了數(shù)字建筑平臺(tái)的1個(gè)功能，他說(shuō)：“我想要強(qiáng)調(diào)的是，我們不會(huì)稱(chēng)它為3D打印機(jī)，這是個(gè)平臺(tái)。”就像人手那樣，它的功能包括使用工具，比如挖掘現(xiàn)場(chǎng)、切割、表面整理、焊接等。
馬薩諸塞大學(xué)建筑技術(shù)教授亞歷山大·施賴(lài)爾（Alexander Schreyer）也認(rèn)為，3D打印可帶來(lái)巨大的效益優(yōu)勢(shì)，但他懷疑這種技術(shù)可能并非通用的解決方案。他說(shuō)：“在建筑行業(yè)，總是需要各種技術(shù)相混合。我們不能說(shuō)只使用3D打印技術(shù)建造了整棟房屋，我認(rèn)為技術(shù)組合才是最佳方案?！?/p>
施賴(lài)爾說(shuō)，許多人正在開(kāi)發(fā)預(yù)制組件，建筑工人可在建筑現(xiàn)場(chǎng)組裝。他說(shuō)：“這就像現(xiàn)場(chǎng)組裝宜家家具那樣?！边@類(lèi)技術(shù)已經(jīng)存在，但它們并未被廣泛普及，這意味著建筑行業(yè)的創(chuàng)新除了技術(shù)和監(jiān)管外，還面臨著其他阻礙。他還表示：“我們都生活在功能和審美大致相同的房子里，為何每棟房子都必須以同樣的方式建造？汽車(chē)行業(yè)的批量生產(chǎn)和定制足以滿足所有人需求，這種模式未能出現(xiàn)在房地產(chǎn)行業(yè)令人感到震驚，人們可能擔(dān)心這類(lèi)房子不耐用?！?/p>
最終，經(jīng)濟(jì)力量或許迫使建筑業(yè)創(chuàng)新。雖然這個(gè)行業(yè)涉及到大量資金，但其正陷入利潤(rùn)猛降的困境。任何能為公司提供利潤(rùn)的途徑都會(huì)被采用，但施賴(lài)爾認(rèn)為還沒(méi)有任何技術(shù)碰觸這個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)。無(wú)論未來(lái)住房需要鑄造、打印還是預(yù)制，專(zhuān)家們都認(rèn)為改變應(yīng)是循序漸進(jìn)的?；⒄f(shuō)：“我認(rèn)為世界的自動(dòng)化程度會(huì)越來(lái)越高，包括建筑行業(yè)。但我認(rèn)為，自動(dòng)化的速度遠(yuǎn)比人們預(yù)期的更慢?！?/p>
從這個(gè)意義上說(shuō)，建筑行業(yè)可能像混凝土本身那樣，其改進(jìn)將是緩慢而不可阻擋的。奈菲達(dá)夫說(shuō)：“我們都在沿著共同法向發(fā)展，所有技術(shù)都在取得進(jìn)步。而這種進(jìn)步是以漸進(jìn)式還是飛躍式進(jìn)行，或許只有時(shí)間能夠證明其對(duì)錯(cuò)?！?/p> ]]>