“建筑机器人”研发设计师毛家振：让建筑机器人在工地铺瓷砖当小工

深海采油，升级油气开采设备2002年，毛家振前往新加坡留学，此后十年间，他完成了从本科到博士阶段的学习，主要研究新材料与新产品在石油天然气领域中的应用。我读博时，目的很明确，就是要走产业化道路，把当前有潜力的技术转化为生产力，并能在35年内落地应用。毕业那年，毛家振加入了全球最大的油田技术服务公司斯伦贝谢的新加坡分公司，从事上游核心产品的技术研发工作。这是一家有着近百年历史的老牌企业，毛家振所瞄准的，是其先进而完善的产品开发体系。它们的框架和制度十分细致、成熟，产品的可靠性和安全性做得非常好，有助于我积累丰富的经验。要知道，石油开采方法主要有自喷采油和人工举升：油层物性好、压力高的油井，油气可自喷到地表；反之，当地层能量不足以将油气举升至地表时，就需要人工补充能量，进行人工举升。毛家振解释说，石油开采都是由浅入深，当挖到一定程度后，现有的产品往往无法满足深海的作业条件。包括压力、温度，越往深海时，产品性能要求越高，开采成本也越高，每个平台日均花费高达百万美金。此时，深海采油产品对可靠性至关重要。要保证产品不出现故障，就算遇到故障，也要用最快的时间解决。毛家振带领着团队，对墨西哥湾海域使用的一款油气开采设备进行升级，从产品系统开发的技术突破，到产品功能的研制，及至后期运行和维护的机制标准。2015年，新产品高温高压高可靠性深海人工升举系统的诞生令团队沸腾了。在机器恶劣的条件下，它的可靠性、对环境的适应性，都提高了23倍，这是行业技术上的突破，毛家振欣喜地说。研发新材料，3D打印螺旋桨2017年5月，荷兰达门船舶集团宣布，在鹿特丹增材制造实验室(RAMLab)中成功研发出第一个船舶3D打印　螺旋桨。其命名为WAAMpeller，是世界上首个获得船级社认证，可以直接投入使用的3D打印螺旋桨。老东家传来的喜讯，一下子勾起了毛家振的回忆。在斯伦贝谢，成熟的产品研发程序让新人快速上手，按照既定程序就可以把产品做出来。但于毛家振而言，这就容易在技术和视野上受限，失去独立思考和创新的空间。他明白自己的兴趣点在于，利用新材料、新能源进行产品研发。随后，毛家振任职于荷兰达门船舶集团的高级研发工程师，开始研发新型产品，包括3D打印的螺旋桨、用高分子复合材料制作的海上救援快艇，等等。实际上，很多新兴产业领域已有丰富的研究成果，但缺少一个牵头人将这些成果集中起来，定义出一个产品形态，通过反复试验和测试让技术落地应用。毛家振说，3D打印领域就是如此。在他看来，用3D打印制作船用螺旋桨再适合不过。由于螺旋桨的形状是不规则的，曲面多，且在海底受力复杂，对生产材料和工艺的要求很高。原始的用铸造或车工的剪裁式制作，是将大的合金材料做出来再进行切割，而3D打印属于增材式，用颗粒粉尘一点点从小到大做出来，在性能、成本上极具优势。但这是一项从0到1的挑战，没有一款好的材料和工艺配方，能让产品完全满足应用条件。而且，国内外也没有现成的产品标准，必须重新制定一套从设计、开发、生产、验证到使用的方法。毛家振说，技术证明容易，难在从法规和条款上形成标准。于是，毛家振带领团队花了半年来研究新材料，设计出合适的产品则耗时一年多，再用了半年去突破规范与认证标准。他记得自己离开时，3D打印螺旋桨的首次海上正式测试和使用已完成，稳定性、耐久性、耐腐蚀性、抗震减噪等性能都大大提升了。回国发展，向建筑机器人迈出第一步多年的石油与天然气行业从业经历，让毛家振积淀了丰富的智能化设备开发和应用、新工艺研发、结构仿真等经验，成为机械设计研发领域的稀缺人才。眼看着事业正如日中天，他却突然选择了回国。传统行业有一定的瓶颈，尤其是石油天然气领域，并非一个鼓励创新的朝阳企业。毛家振说，听闻博智林正向全球引才引智、大手笔地打造机器人谷、研发设计第一款建筑机器人，他认为时机来了，我一直关注着机器人领域的发展，希望能把所学技术带回国，运用到新兴产业中。面对这一全新的行业，懂建筑的不懂机器人，懂机器人的又不懂建筑。国外有很多失败的尝试，没有真正产品化。毛家振决定，要真正把二者结合，我们选择，做机器人的人迈出第一步。2018年8月，带着国外掌握的那一套成熟的产品开发理念与体系，毛家振进入了博智林的建筑机器人研发团队。话虽如此，建筑环境是一个非结构化的复杂环境，与工厂机器人的应用环境全然不同。工厂里可以人为规划得很完美，地面平整、物品摆放规范，但建筑工地现场无法做到，人员和场地混乱，整个应用场景十分复杂。毛家振解释说，土木行业是一种粗放型行业，而机器人又是精密设备，两者具有天然的不匹配性。如果要把两个行业拉到一块儿，当中有很多冲突和矛盾需要解决。去年国庆节过后，毛家振正式负责接手这个研发团队。为了更加深入了解建筑工艺，他不断前往工地现场调研，就在现场待着，看工人怎么工作，对他们的动作、工艺，每一个细节都要清楚，还要了解施工要求和验收标准。毛家振说，铺砖、喷涂、制模板、贴墙砖墙纸……工地上能想到的工种，他几乎都干过。

30多款建筑机器人正在研发最有成就感的，就是自己带着团队从去建筑工地了解需求开始，逐步设计建筑机器人方案，最后让方案变成样机。6月14日，在博智林的实验中心，毛家振兴奋地告诉记者。短短十个月，他所带领的团队从最初的七八个人，成长为200多人的建筑机器人研究院一所，他任副所长。并且，30多款机器人设备正在研发当中，其中7款已开始测试使用，在建筑工地上进行地面抹平、铺瓷砖、墙面喷涂等工作调试。这令人惊叹的研发速度，既得益于毛家振心中那套先进的产品开发思路，更离不开公司在资金和人员上的大力投入。他介绍说，团队的人员结构十分有趣，有作为主力的研发人员，有从地产项目调动的建筑工程师、专家，也有一线经验丰富的工人，还有一些职业学校的毕业生，作为梯队人才。这不光是要改变产业形态，还要改变人才结构。毛家振提到，当前中国的建筑业农民工，平均年龄近40岁，并且基本没有新鲜血液补充。我们要培养新一代的建筑工人，不是单纯做体力劳动，而是能操控和维修机器人的年轻工人。回过头来，这也能倒逼机器人的建筑工艺不断优化。那么，建筑机器人何时能真正发挥作用？毛家振说，目前人工成本在不断上升，而设备成本在下降，二者有一个吻合的交点。目前看来，这个界点就要到来了，我们正为之努力。到那个时候，建筑机器人就可以大量使用了。采写：南都记者莫郅骅图片：受访者提供

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