从 1853 年的抹灰机到 AI 建筑机器人：施工自动化只做成了两类任务 (2026)

宏观建筑与工业研究者 Brian Potter 于 2026 年 9 月 11 日在 Construction Physics 发表长文《Where Has Construction Automation Been Successful?》，用一批从 19 世纪中期到 1980 年代初的建筑贸易期刊，回溯一百七十多年里被尝试过的施工自动化案例，回答一个具体问题：哪些施工任务真的被自动化了。1

作者的结论是：成功的施工自动化集中在两类任务上，一类可以搬到工地之外的工厂里完成，另一类留在现场，但动作足够简单重复，可以像流水线一样执行；落在这两类之外的任务，历史上的自动化尝试基本都没能站住。他同时认为，这条规律所依赖的技术条件正在松动。

两类任务，以及「自动化」在这里的含义

作者先把自动化与机械化分开：机器要在没有人工逐步指挥的情况下完成任务的实质性部分，才算自动化。动力工具和起重机不算，因为它们的每一个动作由操作者当场决定；一台自动砌砖机只要不需要人一块一块地指挥，就算自动化。这条定义决定了后面所有案例的归类方式。

案例落到历史上，能成功的任务各自有清楚的特征：

搬进工厂的任务：施工工序一旦能移出工地、进入工厂或类工厂环境，就可以像普通工厂工序那样被拆成小步骤，逐步交给机器。
留在现场、却像工厂一样的任务：机器沿着一条简单路径前进，反复做同一个动作，例如连续挤出的路缘，整段摊铺的路面，沿钢轨推进的养护作业。

作者能找到的最早一次尝试在 1853 年，发明者 Isaac Hussey 做了一台抹灰机。此后一百多年里，同类尝试不断出现，而住房的人工成本仍然居高不下：美国独栋住宅的建造成本里，直接人工接近一半，作者用来对照的汽车制造人工成本约占 6% 到 8%。2

结论建立在一批贸易期刊上

作者下载了三份建筑行业期刊的过刊：Architectural Forum 950 期和 House & Home 370 期，来自 USModernist 的数字图书馆，3 以及 archive.org 上 4300 多期 Engineering News-Record，4 时间跨度从 19 世纪中期到 1980 年代初。

他让 Claude（Opus 5 Max）逐期检索任何施工任务被自动化的例子，另外做了一次通用网络检索，其中包括国际施工自动化与机器人协会（IAARC）的档案。5

作者声明这次检索不是为了做数据分析：他不按年份或类别统计案例数量，只想知道哪些事情被尝试过、并且足够有前景，才会被写进贸易期刊。用他的话说，这是一次存在性调查。检索结果受提示词里术语定义的影响，属于可复现但带判断边界的证据。

能搬进工厂的任务

混凝土搅拌的经历最完整。19 世纪大部分时间里，混凝土由工人用铁锹拌合；19 世纪末开始由机器完成，20 世纪上半叶逐步加入自动称重与自动配水。胡佛大坝使用的高程搅拌厂被美国垦务局记作「完全自动化」，自动称量配料、拌合并送出混凝土，每三分半钟产出 24 立方码。6

胡佛大坝崖顶的自动化混凝土搅拌厂，筒仓与料斗架在岩壁上 — 胡佛大坝大坝浇筑所用的自动化搅拌厂。美国垦务局的施工记录把它记作「完全自动化」，称它自动称量配料、拌合并送出混凝土，每三分半钟产出 24 立方码。6

钢结构加工走的是同一条路。型钢本来就是工厂产品，自动钻孔、自动焊接管缝、自动喷漆从 19 世纪末出现，今天仍在广泛使用。更一般地说，钢、砖、混凝土砌块、胶合板、屋面瓦这些建材都在工厂里大批量生产，其中相当一部分工序已经交给机器。

有几类构件则是从现场搬进工厂的。混凝土最早在现场拌合，后来整体移出厂外；门窗过去在工地上制作，现在主要在厂内生产，装配工序的自动化程度各不相同；楼板和屋面桁架同样转到了厂内，典型的桁架厂自动切割木料、自动压合齿板，少数工厂的自动化程度更高。预制混凝土把大梁、墙板、柱放在厂里生产，再运到工地拼装，美国工厂的自动化程度普遍不高，但技术上可以做到很高。

预制装配长期受到关注，原因就在这里：工序搬进工厂以后，能够自动化的比例大幅提高。作者提醒，并非所有预制厂都自动化，有些只是把传统的劳动密集工序搬进了库房。1970 年代 Operation Breakthrough 期间，Levitt and Sons 建过高度自动化的预制厂；7 今天美国的 Autovol 和德国的 Gropyus 也在运行部分自动化的工厂。8 9

工地上那些像工厂一样的重复动作

留在现场的案例大多与混凝土和沥青有关。混凝土是黏稠流体，灌进模板后能保持形状，水平方向的滑模机可以一边前进一边挤出混凝土，做出路缘、边沟和人行道；同一原理用在垂直方向，就能连续浇筑竖向结构，只是作者认为竖向作业的自动化程度要低一些。

金属有同类设备。落水槽机本质上是一台可移动的卷板成型机，把成卷的薄钢板加工成落水槽；金属屋面板和金属墙板也有可以带上工地的便携成型设备。

公路摊铺由一串专用机械组成的摊铺列车完成：前排机械铣刨并打毛旧路面，后面的机械铺上新沥青层。铁路养护是另一种形式的连续作业，更换磨损轨枕、捣固道砟都由机器完成，它们架在钢轨上沿轨道前进，各自做一件专门的事。隧道到 20 世纪之交开始由自推进的掘进机开挖，此前依赖人工。

这些任务的共同点是动作单一、路径简单、在一条线上连续重复；工地的其余部分越不配合，它们就越难成立。

两类之外的任务都失败了

自动砌砖机是经典反例。从 20 世纪初开始，这类机器被反复尝试，历史上没有成功过。10

难点在于动作没法统一：铺一层砂浆、放一块砖，同时保证单块砖和整面墙都平直，很难用同一个机械动作完成。实际施工中砖常常略有歪斜，需要逐块微调；机器抹出的灰缝也很难做得平整好看。

两种绕开办法都没有真正解决问题。Construction Robotics 的 SAM 半自动砌砖机需要砖工跟在机器人后面收口、扶正个别放歪的砖，而且它只在很长、排列整齐的墙面上表现良好：既不能转角，也无法在墙端收头，每换一道墙都要重新架设一次，占掉不少时间。Fastbrick 的 Hadrian 改用专用胶，绕开了铺砂浆这道最难的工序。

《House & Home》刊出的自动砌块机，机身横跨成排砌块 — 《House & Home》当年刊出的自动砌块机，照片下方印着当年的说明：三名操作员照看，一天砌 3000 块，相当于七名砖工加四名帮工的工作量，机器产自凤凰城。1

墙面本身的重复度也不够：墙通常很短，上面有门窗洞口、接缝和转角，机器遇到这些就要停下由人重新调整。钢筋绑扎处在同样的位置——动作简单，重复度却长期不够，连给工人配电动工具都不划算。Advanced Construction Robotics 在 2020 年推出 TyBOT，只在混凝土桥面这类成片钢筋上才划算；11 同厂的 IronBOT 需要人不断把单根钢筋递上去，这家公司的网站也写明，布置这台机器需要事先规划和协调。12

现场自动焊在 1930 年代就被尝试过，今天很少见，因为建筑上的焊缝很少连成长段。13

作者从这些案例里提炼出的机制是：任务的重复程度只差一点，就不值得专门架设机器；人每隔几分钟要复位机器、把它挪到新位置，这些时间加起来，还不如直接让人来砌、来绑、来焊。

日本把工地改造成工厂，问题依旧

从 1970 年代末开始，日本尝试用机器人接管工地：柱焊接机器人、防火喷涂机器人、墙面喷涂机器人，到 1990 年代已经开发出 100 多种。14

这些系统大多能工作，生产率却不高。安装和拆除占用的时间很长；在不按机器人尺寸设计的建筑里，机器进不了狭窄空间；工地本身充满变数，机器人应付不了。机器人要求连续作业，与工人之间又有安全距离限制，这两条反过来压缩了其他工序的作业方式。某项任务变快以后，瓶颈就转移到别的环节。

大型承包商试着把工地说服成工厂：用整体爬升的平台逐层建造整栋摩天楼，平台上配齐各种机器人。这条路同样没走通。平台搭建时间长，小建筑用不起；大建筑需要大量前期设计与协调；难度从每项任务各自安装，变成一个覆盖项目前段的一次性大安装。

正在松动的那个约束

作者认为，这条历史规律很大程度上来自技术限制。机器过去的信息处理能力很窄：只能感知有限的环境，也只能在有限的范围内根据感知调整动作，多数时候就是把同一个动作重复到底。

焊接自动化的经历把这条限制显示得很清楚。最早的焊接机器是固定程序，只做特定动作，比如焊管子的接缝；1960 年代起改用可重新编程的机器人，动作序列仍然由人编写；此后几十年，焊接机器人逐渐获得有限的感知能力，1980 年代的机型可以通过焊缝的电导率判断自己相对焊缝的位置，但夹具挡住路径、工件太脏、工件竖放这些情况仍然处理不了，而在一位手动焊工手里，这些都是随手就能应付的问题。13

现在的机器在被给一组指令之后，越来越能自己决定分成哪些步骤去做。作者把这一点归因于现代 AI：给模型喂入大量训练数据，它就能在没见过的情况下有效反应，自动驾驶汽车能应付没见过的路线和车流，语言模型能回答没见过的问题。

这个变化已经反映到创业公司上。一批使用现代 AI 的施工自动化公司开始获得实际订单和大额融资，作者称建筑机器人创业公司的风投资金里约有一半流向 2022 年以后成立的公司，其余大额融资大多发生在 2020 年以后，这还不包括 Figure 这类通用机器人公司拿到的资金。作者没有判断最终形态：工地上会是一群能处理多种任务的人形机器人，还是一批专用设备，例如 Dusty Robotics、JLG 的 Canvas 和 Renovate Robotics 的 Rufus。