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青海羊曲大壩建筑項目將由核心AI操控無人工程車隊，用3D打印技術建造。

據《南華早報》和Insider雜志報道，據參與該項目的科學家稱，中國正在利用人工智能實質上將青藏高原上的一個水壩項目變成世界上最大的3D打印機。

羊曲大壩將成全球最大3D打印出的建筑物

黃河干流上游的青海羊曲水電站將采用3D打印的相同增材制造工藝，「逐片」建造。工程參與者是無人駕駛的挖掘機、卡車、推土機、攤鋪機和壓路機，全部由Al規劃與控制。

如果工程能按期結束，羊曲水電站將在2024年建成。之后每年將通過1500公里的高壓線，向黃河上游的河南逾億居民輸送近50億千瓦時的電力。

如此，羊曲大壩將成為世界上用3D打印技術制造的最大規模建筑。之前保持此紀錄的是迪拜市政府一棟兩層辦公樓，高9.5米，項目面積640平方米。

而羊曲大壩落成后將高達180米，是美國最大水壩胡佛水壩高度的三分之二有余。

AI操控無人工程車隊，建造羊曲大壩

該項目的首席科學家劉天云4月27日在《清華大學學報（自然科學版)》發布了相關研究論文——《大型填筑工程3D打印技術與應用》，被多方報道時引用。

這篇論文中詳細介紹了填筑工程中3D打印技術及AI和多種機器人的裝備系統集成，論文中描述的此集成系統可以完全在無人干預下，由Al自行調度控制，逐層填筑，層層循環，直至完成整個填筑工程的3D打印建造。

按該論文稱，工程建設行業中有一類建造工藝相對單一的填筑工程，如水利大壩、高速公路、填方機場等工程，其建造過程與3D打印過程「天生」的相似。

二者都是從圖紙中提取設計信息，然后按計算出的物料需求量開采物料、按環境參數擬定傳輸物料方案、到位后按方案層層攤鋪填筑物料、最后按施工參數由機器進行收尾碾磨。

因此在多年開發測試后，3D打印技術已經成熟到足以勝任大型基礎設施的填筑工程，可以大規模應用，并「將人類從繁重、重復和危險的工作中解放出來」。

在劉天云團隊的設計下，羊曲水壩建筑工地實際上已經變成一臺巨大的3D打印機，大量的無人駕駛工程車輛和設備，作為不同的打印機組件，在羊曲工程的核心Al規劃下無縫地協同工作。

研究團隊表示，深度/強化學習等Al技術的突破，意味著機器現在可以識別施工現場幾乎所有的物體，在不斷變化的環境中處理不確定性，并靈活地執行各種任務。

據論文所述，核心AlI的數據來源基于土士石壩的工程3D設計數字模型，然后在集成軟件Wampserver平臺下，利用Mysql建立數據庫，使用PHP語言設計動態網頁，建立一套基于Mysql + PHP的動態網頁數據庫管理系統。

核心AI將3D數字模型「切片」為一系列工序，進行土石壩分期、分區、分層的3D打印過程規劃。

完成這步后，核心AI會組織與調度相關的工序，優化施工方案。而且核心Al會生成施工地址地圖的數據模型，并用算法規劃出無人工程車輛的局部避障路徑。

結合路網模型和搜索算法，AI就能得到施工場址中任意兩點間的最優路線，從而為無人工程車隊的導航與控制提供基礎。

無人駕駛挖掘機將能夠自主識別堆場中的物料，并將其裝載到無人駕駛自卸運輸卡車車隊中。

負責物料運輸的無人駕駛自卸卡車自動獲取運送物料需求、物料配送位置坐標信息，自主進行運料上壩。

無人駕駛運輸卡車運用GPS定位裝置精準配送上壩。同時，無人駕駛運輸卡車將實際運輸的物料數據實時發送給核心Al，存入數據庫。

依靠核心Al給出的優化路線，卡車將在規定的時點將足量的材料精準運送到正確的施工位置，由無人推土機和攤鋪機層層「打印」出大壩的壩體。

最后，無人駕駛碾壓機將壓緊壩體的各層夾層，堅實穩定其結構，并且通過傳感器傳輸數據給核心Al。

核心AI使用這些數據，并結合施工場址安裝的各種傳感器得到的地面振動和其他環境數據，來判斷壩體每一層的施工質量。

不過，羊曲大壩并非所有施工步驟都由Al與無人機械完成。劉天云團隊表示，開山采石現在無人工程車輛還搞不定，從附近山區開采施工所用的石材、土方依然由工人來完成。

無人建筑工程能避免各種人工失誤

劉云山在《南華早報》采訪時稱，對該系統的測試表明，核心Al和無人工程機械能比人類做得更好，可以避免很多施工時常見的人工錯誤。

比如在工地的嘈雜環境和強烈沖擊振動干擾下，壓路機操作員無法保持完全筆直的路徑，而無人駕駛碾壓機不會有此弊端。

還有運料卡車司機由于路線不熟練，經常將物料運輸到錯誤的施工位置。全由AlI駕駛和GPS導航的無人運料卡車也不會犯這個毛病。

而且工地萬一真有事故，人員傷亡可是極大地被避免了。工人面臨的高危風險劇降。

劉云山團隊在接受《南華早報》采訪時稱，如果羊曲水壩的AI控制3D打印建設項目真能如期成功交付，這種施工方式將為其他大型建筑項目提供一個前所未有的可選擇藍圖。

與此相類似的建筑技術，國外也有機構在探索。例如2022年1月，美國橡樹林國家實驗室申請了大型3D打印建筑系統的專利，噴頭可以從半空中層層「打印」出大型建筑。

2022年3月，創業企業Diamond Age也籌資開發自己的全無人智能3D打印建筑系統。一旦開發完成，將可以由26個機械臂噴頭在全無人干預前提下按藍圖蓋好房屋。