无人驾驶鼓式压路机在美工地连续运行30天 被视为建筑自动化新尝试

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在美国德克萨斯州奥斯汀一处约30英亩的机场扩建工地上,一台鼓式压路机近期完成了为期30天的无人驾驶连续作业,用于现场土壤压实。项目承包商 Dynamic Site Solutions 表示,该设备将每日停机时间从约6小时降至不足1小时,现场有效作业时间接近翻倍,并在配套安全系统支持下实现零事故运行。

初创公司提供后装“机器人中枢”

这套无人驾驶系统由初创公司 Crewline 开发。该公司由首席执行官 Frederik Filz-Reiterdank 和首席技术官 Mohamed Sadek 领导,目前团队规模为四人。其核心产品是一套可后装的机器人控制“中枢”,可在无需剪断任何电线的情况下,在大约一小时内安装到现有鼓式压路机上,使传统设备具备自动作业能力。

Filz-Reiterdank表示,希望借此推动建筑业进入新的发展阶段。他提到,在过去约50年里,美国整体经济生产率大致翻番,制造业在标准化和自动化推动下效率显著提升,而建筑业生产率自1970年以来则下降了30%以上。

他认为,尽管预制装配等方式为部分建筑环节提供了新路径,但土方作业无法转移到工厂环境中完成。通过将传统挖掘机、压路机等设备改造为可自动运行的“智能机器”,公司希望改善房地产开发流程中最依赖人工、最易形成瓶颈的环节,为未来由多台设备组成、可全天候协同作业的“机器人车队”奠定基础。

针对劳动力短缺的技术路径

Filz-Reiterdank称,这一技术路线与当前建筑业劳动力状况密切相关。他表示,设备操作员“严重短缺”,即便找到合适人选,也存在人员不到岗等不确定性。

根据美国劳工统计数据,美国建筑工人的中位年龄为42岁,约45%的从业人员年龄超过45岁。随着大批经验丰富的工人接近退休,而年轻劳动力补充不足,行业面临劳动力短缺、项目延期和成本上升等问题。

美国全国住宅建筑商协会指出,“吸引年轻熟练劳动力仍是建筑行业的长期主要目标”。Filz-Reiterdank认为,获取年轻技术工人的难度正在推动大型企业在更多环节寻求自动化方案。当“驾驶室里没有人可坐”时,设备需要具备自动运行能力。

专注土方设备的自动化尝试

在工程机械自动化领域,Crewline并非唯一参与者。报道提到,中国、日本和韩国企业也在推进相关技术。在美国,估值约150亿美元的硅谷公司 Applied Intuition 正在开发一套自动驾驶操作系统,目标是为“所有滚动、漂浮或飞行的设备”提供统一平台,覆盖从乘用车到40吨级小松矿用卡车等多种载具。

与之相比,Crewline选择聚焦土方承包商这一细分市场。公司称,这种专注策略已为其带来241家企业的意向名单,对应潜在年度合同金额超过2600万美元。Crewline同时宣布完成710万美元种子轮融资。

外界关注的一个问题是,Crewline能否在自动化领域取得突破。报道提到,埃隆·马斯克在乘用车自动驾驶上投入十余年和数十亿美元,仍未解决全部技术难题。在中国,得益于比亚迪等企业的推进,完全自动驾驶和自动泊车技术正在逐步落地,但目前主要局限在停车场等相对封闭场景。

开放道路环境中存在大量高速、复杂且难以控制的变量,包括其他车辆、行人、道路施工、坑洞和动物等,使得实现完全自动驾驶难度较高。Filz-Reiterdank在谈及这一差异时引用了 AI 专家 Andrej Karpathy 的观点,称“自动驾驶的前90%难度与后9%相当”。

他认为,相比公共道路,施工现场属于相对封闭、可控的“沙盒”环境,无需解决全部自动驾驶难题即可投入应用,这为建筑设备自动化提供了现实路径。

五层安全系统与零样本识别

在技术路线方面,Crewline采用所谓“零样本学习”方法,即无需依赖大规模视频和真实世界数据集来训练模型应对各种障碍。Filz-Reiterdank表示,与特斯拉等乘用车自动驾驶不同,自动压路机在遇到不确定情况时可以直接制动,无需担心被后车追尾。

他介绍称,设备配备了“五层安全系统”,用于防止机器失控。该系统依托前后立体深度摄像头进行边缘侧物体检测,并由云端运行的大型视觉语言模型提供支持。

在此基础上,系统可通过文本描述和少量参考图像,快速识别施工现场特定风险目标,例如测量桩或井盖,并在造成损害前自动停车。除此之外,设备还配有独立安全控制器,默认进入安全模式,车内外设置紧急停止装置,并通过严格的地理围栏控制作业范围,以提高对周边环境的敏感度。

作业方式与现场应用

Filz-Reiterdank表示,以约每小时3英里的速度驾驶压路机进行重复碾压,是一项高度单调且技术门槛相对较低的工作,因此经验丰富的工人通常愿意将这部分工作交由自动系统完成。

在实际工地上,推土机和挖掘机操作员通常承担现场管理职责,负责解读平整方案并指挥土方流向。Filz-Reiterdank认为,要在短期内用算法完全复制这种高层次的人力协调,需要投入巨额研发成本,而压路机的任务相对简单,只需在设定边界内按预定路线压实土壤。

在使用 Crewline 系统时,现场工头可通过 iPad 绘制数字地理围栏,设定虚拟作业区域,然后启动设备。Filz-Reiterdank指出,效率提升主要并非来自设备的行驶速度,而在于其可持续、稳定运行。相比之下,人类操作员需要午休、如厕等间歇,且存在临时缺勤等情况,可能导致高价值设备长时间闲置。

从压路机切入,扩展至更多设备

报道显示,当前项目中的自动压路机被视为 Crewline 计划的第一步。公司选择从相对功能单一的鼓式压路机切入,而非一开始就尝试自动化更复杂的多功能挖掘机。

Crewline计划在今年年底前让约100台自动压路机投入使用,并在明年推出自动推土机产品。Filz-Reiterdank称,当多种设备能够在无需人工干预的情况下相互通信时,系统潜力将进一步释放。

他提到,在不到十年的时间框架内,工地上的每台车辆有望配备3D传感器,持续更新一个数字孪生模型,即施工现场的实时虚拟复制。届时,当人工操作的推土机将某一区域土方平整至指定高度后,系统可自动通知无人驾驶压路机前往该区域进行压实。

Filz-Reiterdank预测,在未来五年内,行业可能会为各类工程车辆配备成熟的自动化系统,由此形成一套可协同作业的重型机械“组合”,通过数字化调度完成现场施工准备工作。


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