研究人員希望將制造業(yè)革命推向建筑業(yè)，但建筑行業(yè)已經(jīng)在以自己的方式實現(xiàn)“自動化”。想象下這樣的未來：只要你按下按鈕，各種機器就會行動起來，按照數(shù)字設計藍圖施工，在短短幾天內(nèi)就可在空地上建造出華美的全新住宅。它們會在預算內(nèi)按時完工，而且沒有任何浪費。

在汽車制造業(yè)，這種類似“摩登家庭”的自動化未來愿景正在成為現(xiàn)實。如今，工程師們希望建筑業(yè)能夠成為下個自動化目標。從Apis Cor的3D打印房屋到麻省理工學院媒體實驗室的全新多用途機器臂，初創(chuàng)企業(yè)和研究部門都在朝著相類似的目標前進，即在這個難以顛覆的行業(yè)引發(fā)數(shù)字革命。

2016年7月份，在美國加州一處停車場上，15米寬、6米高的半穹頂式建筑在短短2天內(nèi)即拔地而起。它使用了安裝在可自動駕駛、類似坦克的載體上的機器臂，它用了13.5個小時一層層地堆積塑料泡沫，直到其最后膨脹為巨大的黃色蜂箱。麻省理工學院希望其數(shù)字建筑平臺（DCP）能首先為未來建筑奠定基礎。

研究領(lǐng)導者史蒂文·基廷（Steven Keating）說：“通過設計數(shù)字化進程，我們已經(jīng)看到其巨大潛力。但是我們還沒有到看到其真正改變建筑工地。”盡管我們正迎來所謂的“第四次工業(yè)革命”曙光，但建筑工人依然像以前那樣工作：堆疊矩形，有時候甚至依然要靠雙手。

建筑是個龐大產(chǎn)業(yè)，其消耗的原材料遠超其他行業(yè)，且占全球經(jīng)濟活動的11%。然而這個行業(yè)也向來以低效著稱，建筑業(yè)產(chǎn)生了美國半數(shù)固體廢料，這使得其成為自動化的首選目標。然而與室內(nèi)裝飾不同，建筑工地通常依賴于大自然的仁慈。我們對建筑物安全的依賴程度遠遠超過對其他消費產(chǎn)品。基廷博士解釋稱，有鑒于此，建筑行業(yè)通常不愿意接受創(chuàng)新。他說：“人們對建筑結(jié)構(gòu)的擔心會持續(xù)50年到100年，畢竟生活隨時都充滿風險。”

不過，有些組織認為他們已經(jīng)取得突破。今年2月份，初創(chuàng)企業(yè)Apis Cor的機器臂通過利用快速干燥混凝土層建造起墻壁，并建成其所謂的首棟現(xiàn)場3D打印房屋。該公司發(fā)言人康斯坦丁·奈菲達夫（Konstantin Nefedev）表示，他們用了1個月時間完成價值1萬美元的房屋模型，包括布線和收尾，而打印墻壁只用了1天時間。

很容易發(fā)現(xiàn)這項技術(shù)的魅力。打印墻壁讓建筑工人可精確預測所需材料數(shù)量和時間，這可以幫助降低成本。的確，南加州大學正在開發(fā)類似的Contour Crafting系統(tǒng)，其目標是為發(fā)展中國家數(shù)以億計的人建造廉價房屋。但是技術(shù)只是部分因素，奈菲達夫在電子郵件中寫道：“這期間存在幾個障礙，首先就是建筑規(guī)則和監(jiān)管。”

俄羅斯測試機構(gòu)已經(jīng)為Apis Cor公司的混凝土發(fā)布認證，宣布其可以抵御多重冷凍/解凍循環(huán)。但麻省理工學院的基廷教授想知道，在安全意識超強的建筑業(yè)，將如何采用這種未經(jīng)數(shù)十年使用來證明其安全性的材料。基廷更喜歡那些加強而非取代現(xiàn)代建筑方式的技術(shù)。他說：“循序漸進才是我們真正改變建筑業(yè)的最佳方案。如果你突然采用激進方案，現(xiàn)有建筑工地的技術(shù)整合將變得更為困難。”

麻省理工學院的方案并非直接利用新材料建造整個建筑，而是選擇適合澆筑普通混凝土的模具，并將其作為概念證明。這種方法可與落后半個世紀的建筑方法完美兼容。基廷解釋說：“如果你能進入建筑行業(yè)，并取代某個打造框架的關(guān)鍵步驟，或影響整個建筑的幾何形狀，那么你已經(jīng)在使用建筑行業(yè)廣泛使用的系統(tǒng)，這就是你迅速獲得真正的建筑結(jié)構(gòu)的方法。”

機器臂的靈活性也可降低形式成本，為打造強度更高的曲線建筑打開大門。基廷問道：“如果你看看大自然，你看到過某些動物或昆蟲擁有方形外殼嗎？”他還指出，這個演示僅僅代表了數(shù)字建筑平臺的1個功能，他說：“我想要強調(diào)的是，我們不會稱它為3D打印機，這是個平臺。”就像人手那樣，它的功能包括使用工具，比如挖掘現(xiàn)場、切割、表面整理、焊接等。

馬薩諸塞大學建筑技術(shù)教授亞歷山大·施賴爾（Alexander Schreyer）也認為，3D打印可帶來巨大的效益優(yōu)勢，但他懷疑這種技術(shù)可能并非通用的解決方案。他說：“在建筑行業(yè)，總是需要各種技術(shù)相混合。我們不能說只使用3D打印技術(shù)建造了整棟房屋，我認為技術(shù)組合才是最佳方案。”

施賴爾說，許多人正在開發(fā)預制組件，建筑工人可在建筑現(xiàn)場組裝。他說：“這就像現(xiàn)場組裝宜家家具那樣。”這類技術(shù)已經(jīng)存在，但它們并未被廣泛普及，這意味著建筑行業(yè)的創(chuàng)新除了技術(shù)和監(jiān)管外，還面臨著其他阻礙。他還表示：“我們都生活在功能和審美大致相同的房子里，為何每棟房子都必須以同樣的方式建造？汽車行業(yè)的批量生產(chǎn)和定制足以滿足所有人需求，這種模式未能出現(xiàn)在房地產(chǎn)行業(yè)令人感到震驚，人們可能擔心這類房子不耐用。”

最終，經(jīng)濟力量或許迫使建筑業(yè)創(chuàng)新。雖然這個行業(yè)涉及到大量資金，但其正陷入利潤猛降的困境。任何能為公司提供利潤的途徑都會被采用，但施賴爾認為還沒有任何技術(shù)碰觸這個轉(zhuǎn)折點。無論未來住房需要鑄造、打印還是預制，專家們都認為改變應是循序漸進的。基廷說：“我認為世界的自動化程度會越來越高，包括建筑行業(yè)。但我認為，自動化的速度遠比人們預期的更慢。”

從這個意義上說，建筑行業(yè)可能像混凝土本身那樣，其改進將是緩慢而不可阻擋的。奈菲達夫說：“我們都在沿著共同法向發(fā)展，所有技術(shù)都在取得進步。而這種進步是以漸進式還是飛躍式進行，或許只有時間能夠證明其對錯。”