人机混合建造——多人协同建造方法与工具初探

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以机器人为代表的数字技术的蓬勃发展,为建筑学与建筑工业拓展了更多的可能性。从建筑的选址、设计,到建造、维护,数字技术正以计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助建造(CAM)等方式,在诸多方面发挥越来越大的作用。机器人强大的稳定性、极高的效率与精度是学者们一如既往热衷的话题。以数字建造(Digital Fabrication)、建筑3D打印等为典型代表的数字技术应用被广泛探索推进。
  然而,在机器人在建筑领域推广应用的过程中,其相对于人工的局限性常常疏于讨论。尤其在实地搭建过程中,场地的不确定因素往往不能被预先考虑在机器人建造流程之中,其在灵活性上的劣势使得人工建造的价值得以被重新审视,因此二者的结合,能够实现优势上的互补。另一方面,传统的人工建造的多人协同工作,是通过人工管理调度实现的;而多台机器人的协同工作,是通过程序控制实现的。当人工与机器同时参与建造时,其协同工作的调度也将人机结合,即通过程序对多名参与者进行指令与任务的发布。
  借助日趋成熟的混合现实技术(MR),虚拟环境与真实环境之间得以搭建信息传递的通道。其通过在虚拟环境中引入现实场景信息,在虚拟环境、现实环境和用户之间搭起一个交互反馈的信息回路。在混合现实技术的辅助下,建筑的实地搭建过程得以由机器与人工同时直接参与,各扬所长。
  因此,本文通过重新审视机器与人工之间的关系,尝试将二者的各自优势更紧密地结合。以实地搭建为背景,以混合现实为技术支持,通过对空间信息的提取与分析,以及建造信息反馈提示,探索机器与人工混合建造,围绕人机混合建造方法,开发了人机混合建造工具。
  进一步地,在单人的人机混合建造框架的基础上,本文从混合建造的空间信息提取分析、建造信息反馈提示以及调度管理方案等方面,尝试将人机混合建造的方法与工具向多人协同建造的方向拓展,并通过建造实验的开展对上述的方法与工具进行验证。
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