研究及數據
在香港這個快速發展的都市中，建造業是重要的經濟支柱。但隨著勞動力的老化和改善工作環境的需求，提高建築效率和安全性已成為迫切需要。建造業議會主席何安誠教授工程師到訪香港物流機械人研究中心（中心），了解創新技術對未來工作場所和物流挑戰的解決方案。
中心總監劉雲輝教授指出，香港中文大學於2020年建立研究中心，旨在透過研發機械人和人工智能（AI）技術解決不同行業的迫切問題。中心成立的願景是將研究成果轉化產品在物流行業落地應用。機器人技術不僅可以在物流業應用，也可以拓展到其它行業，如建造業等。建築機械人的研究非常重要，因為它能提高建築效率、降低成本和解決建造業因工友年齡偏高面臨的勞動力和安全問題。劉雲輝教授提及，中心的研究重點包括四個主要領域：「魯棒傳感與感知」、「人機協作」、「智能作業機械人」及「無人駕駛系統」。
在魯棒傳感與感知方面，團隊致力於開發並利用3D視覺技術打造高解析度且低成本的觸覺感測器（Tactile Sensor）和熱感測器（Thermal Sensor）。這些感測器的應用旨在提高建築行業檢測的準確度，例如對於樓板、牆板等結構的測量。此外，他們與中國內地廠商合作，已成功開發出一套系統用於生產線上對各種建築材料進行全面檢測，包括鋼筋位置、混凝土結構等，並已達到97%的準確度。這項技術不僅應用於建築材料的生產過程，也擴展至成品的質量檢測，顯示了其在建築行業中廣泛應用的潛力。
人機協作方面，團隊正在開發一系列提升機械人在建築行業應用的技術。其中一個重點是提高機械人的安全性，包括利用人工智能技術來增強機械人的感知和反應能力，降低與人接觸時的安全風險，以便它們可以更安全地與人類並肩工作。
研究團隊正開發一套針對建築物維修的數碼化系統，能涵蓋廣泛的樓宇。該技術已應用於不同場景，如游泳池、物流倉庫和香港文化博物館。該系統不僅能進行室外檢查，也適用於室內環境，使其成為建築物維護和檢查的理想選擇。系統的自動化設計減少了對操作人手的需求，從而提高了工作效率。
另外，團隊與中國建築等承建商正合作開發一款針對香港玻璃幕牆清潔工作的新型吊船；經過改裝，這款吊船更能適應香港的建築特點，提供了更安全、高效的清潔方法，也為高層建築物的維護提供了新的解決方案。
香港中文大學機械與自動化工程學系副教授劉達銘在介紹機械人技術時指出，建造業的多個領域，如外牆施工、內部翻新、基礎工程、預製組件安裝等都已開始應用機械人技術。這些機械人不僅能提高工作效率，還能在高風險的環境中保護工友的安全。中心的機械人技術在建築領域中大放異彩，包括從建築物的外牆維護（如整平）到更複雜的建築工程應用，這些技術已經在全球範圍內獲得認可；他們還與業界建立了合作關係，進一步推動了建築機械人技術的商業化和實際應用。例如，研究中心與浙江省的一家公司合作，開發了用於大型建築項目的打印機械人。
劉達銘教授介紹了幾種不同的機械人應用案例，首先是中心與香港渠務署合作開發專用於污水處理廠維護清潔的機械人。這款機械人主要用於清潔沉積池中的固體廢物，以提高水質淨化過程的效率；設計包括一系列纜索操作，類似操縱木偶，以實現精確的移動和清潔。經過多次實地測試和改進，這款機械人已能有效地在大型的清潔工作中發揮作用，並有望應用於更廣泛的場景和不同尺寸的污水處理設施。
中心亦與其他機構合作開發清潔機械人，專門用於建築物外牆的清潔和塗漆工作。這款機械人透過其機械臂和精細的控制系統，能夠取代人工進行窗戶清潔和外牆塗漆，確保操作精準且安全。此外，機械人還配備了水源和油漆供應系統，能夠根據工作需要自動調整。這款機械人擅長提供精密的控制、提高工作效率、減少對人力的依賴，亦能夠在高空或惡劣環境中代替人工作業。
劉達銘教授表示，在建築維護和檢查領域，中心的自動化機械人系統亦有大量應用場景，對建築維護工作提供了重要的技術支持。其中一個機械人系統能夠在建築物上自動完成特定的作業，比如貼密封帶。這個系統能夠自動感知目標位置，並按計劃的路徑執行任務。透過先進的飛行規劃技術，系統能夠在無需人工介入的情況下自動完成建築外牆的掃瞄和檢查工作。這不僅提高了檢查的速度和精確度，還極大地降低了檢查成本和時間。
對於高層建築的外牆作業，中心開發了另一款自動化機械人，擁有窗戶清洗、塗漆、檢查和修復等多種功能。這款機械人主要由兩大部分組成：一是纜索驅動的機械人系統，用於移動；其次是帶有機械臂的平台，用於執行各項任務。目前，該機械人使用壓力傳感器（Force Sensor）來保持潔具與清潔表面之間的完美接觸，並可以通過滾輪來塗漆。
該系統還能夠根據客戶需求，在建築物表面進行標記，以便於日後進行維修或其他工作。該系統具有多種傳感器及攝像頭模組，並使用基於聲音的檢測模式，可以分析建築物的健康狀況，並自動生成詳細的檢查報告，還能夠精確識別出需要關注的區域，提供比人工更細致的檢測。除了具有非侵入式的優點外，它的輕便設計和低成本也使得廣泛應用成為可能。此外，該系統還能將檢查數據轉化為BIM（建築信息模型）格式，利於對建築物進行更深入的分析和維護計劃。
劉達銘教授在介紹時提到，不少客戶已經在使用這套系統，從政府部門（例如：建築署、房屋署）、法定機構（例如：港鐵）到其他公司都是客戶之一。系統的自動化流程減少了對操作員的依賴，從而允許更緊密、更精確的檢查，這對於檢查無法直接飛入或難以接近的建築結構（例如：樓宇的天井）頗有助益。透過與客戶的密切合作，中心能夠針對不同的建築特徵開發創新解決方案，同時進一步探索如何將這些技術商業化。這能提升作業和維護效率、增強公共安全並降低成本，使整個建造行業受益。展望未來，這些機械人在香港各類建築物的應用範圍將進一步擴大。
最後更新：2024-05-31 09:07:41
