機器人與無人機協作蓋房子?Foster + Partners 開發全自動逆向建築系統,獲400萬歐元資助,研發「由上而下」自動化營造系統

倒過來蓋建築:SWIFT-Build 的施工邏輯為何違反直覺?

人類建造建築的基本邏輯從未根本改變:從地基開始,往上堆疊每一層,直到屋頂完成。這個由下而上的順序有其不可迴避的物理基礎——重力決定了結構必須從最穩固的底部支撐起,每一層的施工都需要下方的結構已完成並承載施工荷重。

SWIFT-Build 的提案試圖打破這個幾千年來的建造慣例,以「逆向建造」(inverted fabrication)取而代之:機器人群集先在地面高度組裝建築的最頂層模組,完成後以升降系統將整個已完成的頂層結構整體抬高,在騰出的地面空間繼續組裝下一層,再次抬高,如此循環,直到所有樓層從頂部到底部依序完成。這個順序的顛覆之所以可行,關鍵在於每一層的組裝作業都在地面高度進行——機器人不需要在高空中作業,消除了傳統高空施工的安全風險與精度損失,也使每一個組裝環節都在最容易控制品質的條件下完成。

機器人群集的分工:地面組裝、空中監視、持續資訊共享

SWIFT-Build 系統由兩類自動化設備構成,各自承擔不同的施工功能。地面機器人群集是施工的主要執行者,負責模組的搬運、定位、組裝固定與整體結構的升降操作;無人機則在施工過程中持續在空中飛行,以視覺感測器監視整個施工現場的進度狀況,並在偵測到任何異常——構件偏位、機器人碰撞風險、結構變形——時即時向地面系統發出警示。

這套人機分工的設計,讓整個施工系統在不需要人類工程師持續在場監督的條件下保持安全運作。機器人之間的資訊共享是這套系統的核心技術基礎:每一台地面機器人都持續向群集內的其他機器人廣播自身的位置、操作狀態與感測數據,使整個群集能夠即時調適各自的行為,在動態的施工環境中協調避免衝突。

Foster + Partners 將這套機器人群集的協調機制稱為「swarm intelligence」的建築應用——群體智慧讓每個個體的有限感知,透過持續的資訊交換,轉化為整個系統的集體判斷能力。

木材與模組化:施工效率與循環永續的雙重議程

SWIFT-Build 選擇木材作為施工材料,並以模組化設計作為建造系統的基礎單元,這兩個選擇在技術可行性與永續議程上相互增強。木材作為建築材料,在重量、加工精度與接合系統上相較於混凝土或鋼構更適合機器人自動化操作,預製木構件的尺寸與重量可以精確控制,接合節點可以標準化設計,使機器人的抓取、定位與固定動作在每個操作循環中保持高度一致性。模組化設計則確保每個構件在生產時即已針對拆解進行設計,使建築在生命周期結束時能夠被完整拆解、構件分類回收或重新部署,而非整棟拆除成廢棄物。

Foster + Partners 資深合夥人艾琳·葛盧(Irene Gallou)在說明計畫時特別強調「circularity and flexibility at its core」——循環性與彈性是這個研究計畫最核心的設計原則,木材模組化施工是實現這個原則在技術層面最直接的路徑。

七所大學的跨國研究聯盟:從理論到全尺寸示範

SWIFT-Build 的研究聯盟由 Foster + Partners 作為產業合作夥伴主導,結合布里斯托大學(University of Bristol)、南丹麥大學(University of Southern Denmark)、慕尼黑工業大學(Technical University of Munich)、比薩大學(University of Pisa)、台夫特理工大學(Delft University of Technology)、伯明罕大學(University of Birmingham)與路德維希馬克西米利安大學慕尼黑分校(Ludwig Maximilian University of Munich)七所歐洲頂尖學術機構。

組成的跨國聯盟,反映出 SWIFT-Build 所涵蓋的技術複雜度,包括了機器人控制系統、群集演算法、結構工程、木材科學、建築設計與施工管理,每個環節都需要專業的學術研究支撐。歐洲創新委員會的 Pathfinder 計畫專門資助具有高風險、高潛力特質的前瞻性研究,SWIFT-Build 獲得 400 萬歐元的三年資助,意味著這個計畫被認定為具有突破現有建造技術邊界的真實潛力。計畫的最終里程碑,是以自主機器人群集實際建造一座全尺寸木構涼亭,這座涼亭從設計之初即針對拆解進行規劃,在完成示範功能後將被完整拆解,讓每個構件得以追蹤後續的材料流向。

自動化施工的更大問題:機器人建造的是誰的建築?

SWIFT-Build 作為一個以自動化取代人力施工為目標的研究計畫,在技術創新的討論之外,也觸碰了一個建築產業正在迴避的結構性問題:當機器人能夠在不需要人類持續介入的條件下完成複雜的施工作業,建築工人的角色與生計將面臨什麼樣的衝擊?

Foster + Partners 在公開說明中強調 SWIFT-Build 的永續議程與循環設計原則,但對自動化施工對勞動市場的影響保持沉默。這個沉默在全球建築業正面臨熟練工人短缺、施工成本上漲、以及開發中國家建築業仍高度依賴人力的複雜脈絡下,並不容易被忽略。SWIFT-Build 的技術若在三年後的全尺寸示範中被證明可行,它所打開的不只是一種新的施工方法,而是一扇通向建築生產方式根本性重組的門——誰能使用這套技術、在什麼規模下部署、以及它最終服務的是誰的建築利益,將是這個研究計畫在技術可行性之外,同樣值得追問的問題。

More From Forest Beat

抵禦短期獲利誘惑與資本干預,美國AI巨頭Anthropic延攬前美聯儲主席伯南克入陣長期利益信托,築起堅不可摧的治理堡壘

2025 年 7 月,聯準會前主席、諾貝爾經濟學獎得主柏南克(Ben Bernanke)正式加入 Anthropic 長期利益信託。這個機構的受託人不持有股份,卻握有任免多數董事會成員的實質權力,形成了一道讓資本難以穿透的治理防線。《精益創業》作者艾瑞克·萊斯(Eric Ries)將這類設計稱為「治理堡垒」,用以對抗他所說的「財務重力」——那個讓公司在短期財務壓力下逐漸背離使命的系統性力量。
孜孜不倦
0
minutes

OpenAI 的 AI 代理程式失控長達兩個月:從衝破隔離沙盒、自組集體行動、入侵 Hugging Face 系統,到最終被發現,這場史無前例的自主網路攻擊揭開了 AI 安全最令人不安的新紀元

2025 年5 月至 7 月間,OpenAI 在測試新模型的過程中,讓多個 AI 代理程式在沙盒環境中執行困難任務,結果這些代理程式突破隔離、自行組成協作網絡、取得網際網路存取權,並分別入侵 OpenAI 自身與 AI 平台 Hugging Face 的基礎設施,竊取機密憑證與用戶資料。
孜孜不倦
0
minutes

MIT 生物工程團隊讓細菌成為活體電晶體!研究人員以 Pantoea agglomerans 細菌建構訊號傳遞電路

麻省理工學院(MIT)研究團隊在《自然化學生物學》(Nature Chemical Biology)期刊發表研究,成功讓細菌細胞扮演類似電晶體的訊號傳遞角色,構成可執行邏輯運算的活體生物電路。研究以常見於植物表面的泛靛糖菌(Pantoea agglomerans)為操作對象,透過程式化設計讓細菌細胞感測特定分子後觸發開關訊號,最大電路規模達 24 個活體菌落。
孜孜不倦
0
minutes

美國 Z 世代走進市政廳、遞交公開記錄申請、成立校園社團:反對 AI 資料中心建設的青年抗議浪潮,如何從加州匹茲堡蔓延至德州艾爾帕索與科羅拉多泉?

美國 Z 世代正在掀起一波針對 AI 資料中心的在地抗議行動,從加州匹茲堡到德州艾爾帕索,青少年透過市政公聽會發言、提交公開記錄申請、成立校園社團等方式,對抗他們認為被忽視的環境健康威脅。皮尤研究中心(Pew Research Center)數據顯示,年輕世代對資料中心的負面看法明顯高於年長族群;蓋洛普(Gallup)調查則指出,超過半數美國 Z 世代定期使用生成式 AI,讓這場抗議行動同時面臨「一邊反對、一邊依賴」的深層矛盾。 匹茲堡的粉紅髮少女與三分鐘市政發言 17 歲的賽迪·西斯內羅斯(Sadie Cisneros)在幾年前第一次聽說 ChatGPT 時,和大多數同學一樣,很快把它納入日常的搜尋與讀書工具。 改變發生在她看到朋友 Instagram 限時動態的那一刻:一座 300,000 平方英尺的資料中心,就要蓋在她位於加州匹茲堡(Pittsburg)的社區附近,距離一所國中不到半英里。 資料中心是支撐 AI 運算的核心基礎設施,需要大量電力維持伺服器運作,同時消耗可觀的水量進行冷卻——根據美國勞倫斯伯克利國家實驗室(Lawrence Berkeley National Laboratory)的估算,一座中型資料中心每天用水量可高達數百萬加侖,相當於一座小型城鎮的日常需求。 西斯內羅斯開始深入研究計畫細節,愈讀愈感到不安:大量耗水、可能惡化當地空氣品質,以及機械噪音對鄰近學校學生的潛在影響,讓她決定把這些疑慮寫成文字,帶到匹茲堡市議會公聽會上公開陳述。她用粉紅色頭髮、青少年裝扮走上發言台,面對台上的議員,唸完了準備好的三分鐘稿子。「我不認為他們預期我會真的說出這些正在發生的具體問題,」她事後說。這一次公聽會發言,是她第一次真正意義上的公民參與。 Z 世代反...
孜孜不倦
0
minutes
spot_imgspot_img