หุ่นยนต์ก่อสร้างเป็นกลุ่มย่อยของหุ่นยนต์อุตสาหกรรม ที่ใช้ใน การก่อสร้างอาคารและโครงสร้างพื้นฐานในสถานที่^{[ 1 ] [ 2 ]}หรือในการผลิตวัสดุและส่วนประกอบนอกสถานที่

จากการสำรวจในปี 2021 พบว่า 55% ของบริษัทก่อสร้างในสหรัฐอเมริกา ยุโรป และจีน ใช้หุ่นยนต์ในรูปแบบใดรูปแบบหนึ่ง^{[ 3 ] [ 4 ]}อย่างไรก็ตาม ตัวเลขนี้สะท้อนถึงการใช้งานที่รายงานตลอดห่วงโซ่คุณค่าของการก่อสร้าง มากกว่าการใช้งานหุ่นยนต์อย่างแพร่หลายในสถานที่ก่อสร้างจริง การนำไปใช้งานจริงยังคงมีจำกัด โดยระบบหุ่นยนต์จำนวนมากถูกจำกัดไว้เฉพาะโครงการนำร่อง สภาพแวดล้อมที่ควบคุมได้ หรือการใช้งานเฉพาะด้าน มากกว่าการใช้งานอย่างต่อเนื่องในสถานที่ก่อสร้าง^{[ 5 ]}

หนึ่งในความท้าทายหลักในการใช้งานหุ่นยนต์ในสถานที่ก่อสร้างคือลักษณะที่ไม่เป็นระเบียบและแปรผันของสภาพแวดล้อม ซึ่งแตกต่างอย่างสิ้นเชิงจากสภาพแวดล้อมโรงงานที่มีการควบคุมซึ่งหุ่นยนต์อุตสาหกรรมได้ทำงานมาโดยตลอด^{[ 6 ]}

หุ่นยนต์บางตัวที่ใช้งานอยู่ในสถานที่ก่อสร้างในปัจจุบันช่วยงานที่ต้องใช้แรงกายหรืองานซ้ำซาก เช่น การขุด การยกวัสดุหนัก การสำรวจ การวางเครื่องหมาย การผูกเหล็กเส้นและการติดตั้งแผ่นผนังยิปซัม ระบบที่ทันสมัยกว่ากำลังได้รับการพัฒนาสำหรับงานตกแต่งภายนอก การวางเหล็ก การก่ออิฐ และงานคอนกรีตเสริมเหล็ก^{[ 6 ]}ในทางปฏิบัติ แทนที่จะเป็นระบบอัตโนมัติที่ทำงานหลักของอาคาร การใช้งานหุ่นยนต์ที่ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางที่สุดในสถานที่ก่อสร้างเกี่ยวข้องกับเทคโนโลยีต่างๆ เช่นโดรน ทางอากาศ (หรือหุ่นยนต์ 'สุนัข' ที่พบได้น้อยกว่า เช่นSpotของBoston Dynamicsหรือหุ่นยนต์ฮิวมานอยด์ ) ที่ใช้สำหรับการสำรวจ การตรวจสอบ และการติดตามความคืบหน้า^{[ 7 ]} (โดยทั่วไปหุ่นยนต์จะติดตั้งกล้องวิดีโอและ/หรือกล้อง 360 องศา เครื่องสแกน LiDarหรืออุปกรณ์เก็บข้อมูลอื่นๆ โดยข้อมูลจะถูกวิเคราะห์โดยใช้ปัญญาประดิษฐ์และการเรียนรู้ของเครื่อง )

ระบบใหม่ๆ บางระบบได้รับการออกแบบให้เป็นหุ่นยนต์ก่อสร้างอเนกประสงค์ โดยบูร ณาการเครื่องมือและขีดความสามารถหลายอย่างไว้ในแพลตฟอร์มหุ่นยนต์เดียว เพื่อดำเนินการในขั้นตอนต่างๆ ของกระบวนการก่อสร้าง ระบบเหล่านี้มีเป้าหมายเพื่อเพิ่มความยืดหยุ่นในการปฏิบัติงานและเพิ่มระบบอัตโนมัติในสภาพแวดล้อมการก่อสร้างที่ซับซ้อน

โครงการทดลองที่ใช้เทคโนโลยีการก่อสร้างด้วยหุ่นยนต์และการผลิตแบบเพิ่มเนื้อวัสดุได้รับการสาธิตในหลายประเทศ ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของความพยายามที่กว้างขึ้นในการพัฒนาอุตสาหกรรมการก่อสร้างและปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิตผ่านระบบอัตโนมัติและการแปลงเป็นดิจิทัล^{[ 8 ] [ 9 ]}

โดยทั่วไปหุ่นยนต์ก่อสร้างจะต้องตรงตามเกณฑ์ต่อไปนี้^{[ 10 ]} :

• ความคล่องตัว: ความสามารถในการเคลื่อนที่ไปรอบๆ สถานที่ก่อสร้าง รวมถึงพื้นที่ขรุขระและพื้นที่จำกัด
• ความสามารถในการปรับตัว: ความสามารถในการจัดการกับชิ้นส่วนที่มีขนาด น้ำหนัก และรูปทรงที่แตกต่างกัน
• ความตระหนักด้านสิ่งแวดล้อม: ความสามารถในการรับรู้และตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงของสภาพแวดล้อมในพื้นที่
• ปฏิสัมพันธ์: ความสามารถในการทำงานร่วมกับคนงานและอุปกรณ์อื่นๆ
• การทำงานหลายอย่างพร้อมกัน: ความสามารถในการดำเนินการหลายอย่างที่แตกต่างกันภายในระบบเดียว

หุ่นยนต์ก่อสร้างได้รับการพัฒนาและทดสอบเพื่อใช้งานในสถานที่ก่อสร้างหลากหลายประเภท รวมถึง:

• การติดตามความคืบหน้า — หุ่นยนต์ที่ติดตั้งกล้องและเซ็นเซอร์สามารถติดตามความคืบหน้าในการก่อสร้างและระบุความเบี่ยงเบนจากแผนได้^{[ 11 ] [ 12 ]}
• การตรวจสอบ — หุ่นยนต์ถูกใช้เพื่อตรวจสอบโครงสร้างพื้นฐานในสถานที่อันตรายหรือเข้าถึงยาก ซึ่งช่วยลดความเสี่ยงต่อคนงาน^{[ 13 ]}และขจัดข้อผิดพลาดของมนุษย์
• การก่อสร้างกำแพง — ระบบหุ่นยนต์สามารถวางอิฐและบล็อกได้เร็วกว่าและสม่ำเสมอกว่าการใช้แรงงานคน^{[ 11 ]}
• การเคลื่อนย้ายดินและการจัดการวัสดุ — รถขุดและรถบรรทุกขนส่งอัตโนมัติใช้ GPS, lidar และเซ็นเซอร์ตรวจจับการเคลื่อนไหวเพื่อทำการขุด ขุดร่อง และขนถ่ายวัสดุโดยใช้คนควบคุมน้อยที่สุด^{[ 14 ]}
• การปรับระดับและการดันดิน — รถดันดินอัตโนมัติใช้ GPS ไจโรสโคป และเซ็นเซอร์เลเซอร์เพื่อควบคุมมุมและความลึกของใบมีด ปรับปรุงความแม่นยำของพื้นผิวและลดการใช้วัสดุเกินความจำเป็น^{[ 14 ]}
• การพิมพ์ 3 มิติ — ระบบการผลิตแบบเพิ่มเนื้อวัสดุสามารถสร้างผนังและองค์ประกอบโครงสร้างได้โดยตรงจากแบบจำลองดิจิทัล^{[ 8 ]}

การกระจายตัวของการใช้งานหุ่นยนต์ในงานก่อสร้างนั้นแตกต่างกันไปตามวงจรชีวิตของโครงการ การใช้งานส่วนใหญ่จะกระจุกตัวอยู่ในงานก่อสร้างโครงสร้าง เช่น งานก่ออิฐ งานคอนกรีต และการประกอบ ในขณะที่ขั้นตอนอื่นๆ รวมถึงการวางแผน การบำรุงรักษา และการรื้อถอน ยังคงมีการใช้งานน้อยกว่า^{[ 5 ]}

• อาคารนิสเซกิโยโกฮามา (หรือที่รู้จักกันในชื่อ เรลซิตี้โยโกฮามา) ซึ่งเป็นอาคารสำนักงาน 30 ชั้นในโยโกฮามา ประเทศญี่ปุ่น ถูกสร้างขึ้นระหว่างปี 1994 ถึง 1997 โดยใช้ระบบ SMART (Shimizu Manufacturing system by Advanced Robotics Technology) ซึ่งพัฒนาโดยบริษัท Shimizu Corporationและกลุ่มบริษัทญี่ปุ่นอีก 7 บริษัท ระบบนี้ใช้รอกยกแนวนอนอัตโนมัติและลิฟต์ยกแนวตั้งเพื่อวางคานเหล็ก เสา แผ่นพื้น คอนกรีตสำเร็จรูปและแผงผนังสำเร็จรูป โดยใช้หุ่นยนต์เชื่อมเชื่อมต่อองค์ประกอบโครงสร้างภายใต้ความแม่นยำที่ควบคุมด้วยเลเซอร์ ส่วนประกอบแต่ละชิ้นจะถูกติดตามด้วยบาร์โค้ดเพื่อตรวจสอบความคืบหน้าและประสานงานการส่งมอบวัสดุแบบทันเวลา^{[ 15 ] [ 16 ]}
• บริษัท Obayashi Corporationได้พัฒนา Advanced Building Construction System (ABCS) ซึ่งเป็นแพลตฟอร์มอัตโนมัติที่คล้ายกันซึ่งใช้ในโครงการอาคารสูงหลายแห่งในญี่ปุ่นในช่วงทศวรรษ 1990 รวมถึงสำนักงานใหญ่ NEC ในคานากาวะ (1997–2000) ^{[ 16 ]}

• รถ Spot ของ Boston Dynamics ถูกนำมาใช้ในเดือนกุมภาพันธ์ พ.ศ. 2567 เพื่อตรวจสอบบางส่วนของทางหลวง M5ในอังกฤษสำหรับNational Highways ^{[ 17 ]}
• หุ่นยนต์ฮิวมานอยด์มูลค่า 15,000 ปอนด์ (รุ่น G1 จากผู้ผลิตUnitree ของจีน ) ถูกนำมาใช้เพื่อบันทึกภาพ 360 องศาและรายงานความคืบหน้าเพื่อสนับสนุนการตรวจสอบและรายงานด้านสุขภาพและความปลอดภัยสำหรับผู้รับเหมาTilbury Douglas ในสหราชอาณาจักร ในเดือนเมษายน 2026 ^{[ 18 ] [ 19 ]}
• ในสหรัฐอเมริกา ห้องปฏิบัติการวิจัย ARCADE ของ Virginia Techกำลังพัฒนา MARIO (Multi-Agent Robotic system for Inspection On-site) ซึ่งเป็นระบบหุ่นยนต์แบบผสมผสานที่ใช้หุ่นยนต์หลายตัวที่มีความสามารถในการเคลื่อนที่แตกต่างกันเพื่อทำการตรวจสอบความคืบหน้าการก่อสร้างแบบเรียลไทม์จากระยะไกลในสถานที่ก่อสร้างที่ซับซ้อน^{[ 20 ]}

• บริษัท Obayashi Corporationได้พัฒนาและใช้งานระบบหุ่นยนต์สำหรับวางชั้นคอนกรีตในการก่อสร้างเขื่อนในประเทศญี่ปุ่น^{[ 21 ]}
• บริษัท Kajima และ Tokimec ในญี่ปุ่น ได้นำหุ่นยนต์ขัดพื้นคอนกรีตมาใช้งานหุ่นยนต์ซีรีส์ MARK ได้รับการออกแบบในปี 1984 เพื่อทำการปรับระดับและขัดผิวแผ่นคอนกรีตในสถานที่ก่อสร้างโดยอัตโนมัติ ทำให้ได้ความแม่นยำในการตกแต่งที่สม่ำเสมอ ปรับปรุงประสิทธิภาพ และลดการพึ่งพาแรงงานที่มีทักษะ^{[ 22 ]}

• SAM100 (Semi-Automated Mason) ซึ่งพัฒนาโดย Construction Robotics เป็นหนึ่งในหุ่นยนต์ก่ออิฐเชิงพาณิชย์รุ่นแรกๆ สำหรับงานก่อสร้างก่ออิฐในสถานที่ ในปี 2018 หุ่นยนต์นี้ถูกนำไปใช้ในการก่อสร้างอาคาร University Arts Building ที่มหาวิทยาลัยเนวาดา รีโนซึ่งเป็นอาคารมูลค่า 35.5 ล้านดอลลาร์ โดยสามารถวางอิฐได้มากกว่า 60,000 ก้อนจากทั้งหมด 100,000 ก้อน ช่วยลดเวลาในการติดตั้งแผ่นอิฐตกแต่งลงได้ประมาณ 50% ^{[ 23 ]}
• Hadrian X ซึ่งพัฒนาโดยบริษัทFastbrick Robotics ของออสเตรเลีย เป็นหุ่นยนต์ก่ออิฐเคลื่อนที่อัตโนมัติเต็มรูปแบบ ในเดือนพฤศจิกายน 2022 หุ่นยนต์นี้ได้ทำโครงการเชิงพาณิชย์แรกเสร็จสมบูรณ์ นั่นคือบ้านสี่ห้องนอนห้าหลังในเวลลาร์ด รัฐเวสเทิร์นออสเตรเลีย^{[ 24 ]}ในเดือนกุมภาพันธ์ 2025 PulteGroupหนึ่งในบริษัทสร้างบ้านที่ใหญ่ที่สุดในสหรัฐอเมริกา ได้ทดลองใช้ Hadrian X ในสถานที่ก่อสร้างแห่งหนึ่งในฟลอริดา โดยสร้างบ้านทั้งหลังเสร็จภายในวันเดียว^{[ 25 ]}

• ในเดือนพฤษภาคม พ.ศ. 2568 อาคารที่พักอาศัยในเมืองอารินากาเกาะกรานคานาเรียประเทศสเปน สร้างเสร็จสมบูรณ์โดยใช้เทคโนโลยีการก่อสร้างด้วยการพิมพ์ 3 มิติ ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของความพยายามที่กว้างขึ้นในการสาธิตวิธีการผลิตด้วยหุ่นยนต์และการผลิตแบบเพิ่มเนื้อวัสดุในภาคที่อยู่อาศัย^{[ 8 ] [ 9 ]}
• ในปี 2026 อาคารอพาร์ตเมนต์สามชั้นในฝรั่งเศสถูกสร้างขึ้นโดยใช้เทคโนโลยีการพิมพ์คอนกรีต 3 มิติ ซึ่งเร็วกว่าวิธีการก่อสร้างแบบดั้งเดิมถึงสามเดือน^{[ 26 ]}
• บริษัท Hyperion Robotics ของฟินแลนด์ได้เปิดโรงงานในสหราชอาณาจักรและใช้การพิมพ์ 3 มิติด้วยคอนกรีตเพื่อผลิตฐานรากสำหรับท่อส่งและฐานสถานีไฟฟ้าย่อย ซึ่งช่วยลดขั้นตอนการก่อสร้างในสถานที่ซึ่งใช้เวลานานและขึ้นอยู่กับสภาพอากาศ^{[ 27 ] [ 28 ]}

การนำหุ่นยนต์ก่อสร้างมาใช้แตกต่างกันอย่างมากในแต่ละภูมิภาค และได้รับอิทธิพลจากสภาพตลาดแรงงาน ทัศนคติทางวัฒนธรรม และกรอบกฎระเบียบต่างๆ

ในญี่ปุ่น หุ่นยนต์ก่อสร้างได้รับการยอมรับว่าเป็นทางออกสำหรับปัญหาแรงงานสูงวัยและการขาดแคลนแรงงานเรื้อรัง และโดยทั่วไปแล้วอุตสาหกรรมนี้มองว่าหุ่นยนต์เหล่านี้เป็นสิ่งที่ดี^{[ 13 ]}

ในสหรัฐอเมริกา การนำไปใช้ค่อนข้างช้ากว่าในอดีต ส่วนหนึ่งเป็นเพราะการต่อต้านจากสหภาพแรงงานที่กังวลเกี่ยวกับการเลิกจ้างงาน งานวิจัยชี้ให้เห็นว่าผลกระทบของระบบอัตโนมัติต่อคนงานนั้นไม่เท่ากัน ในขณะที่หุ่นยนต์สามารถสร้างผลกระทบด้านผลิตภาพที่เป็นประโยชน์ต่อคนงานบางกลุ่ม แต่ผลกระทบด้านการเลิกจ้างงานจะเด่นชัดที่สุดในกลุ่มคนงานที่อายุน้อยและมีการศึกษาน้อยในภูมิภาคที่มีอุตสาหกรรมการผลิตสูง^{[ 29 ]}ปัจจุบันบริษัทก่อสร้างมากกว่า 60% รายงานว่าประสบปัญหาในการหาผู้ปฏิบัติงานที่มีทักษะ ซึ่งทำให้เปิดรับระบบอัตโนมัติมากขึ้นในฐานะวิธีการแก้ปัญหาการขาดแคลนแรงงานที่เป็นรูปธรรม มากกว่าที่จะเป็นการทดแทนคนงาน^{[ 14 ]}

ในสหราชอาณาจักร ระหว่างการใช้งานหุ่นยนต์ฮิวมานอยด์ในสถานที่เพื่อวัตถุประสงค์ในการตรวจสอบ มีข้อกังวลว่าพนักงานอาจคิดว่าพวกเขากำลังถูกจับตามอง (“มันไม่ได้อยู่ที่นั่นเพื่อสอดแนมผู้คน.... ดังนั้น เราจึงยืนยันว่าทุกคนต้องเบลอภาพ ไม่มีใครอยากรู้สึกว่าตัวเองถูกหุ่นยนต์สอดแนม”) ^{[ 19 ]}

ในระดับโลก อุปกรณ์ก่อสร้างอัตโนมัติถูกมองว่าเป็นวิธีการปรับปรุงความปลอดภัยของคนงานมากขึ้นเรื่อยๆ โดยการนำมนุษย์ออกจากสภาพแวดล้อมที่เป็นอันตราย เช่น ทางลาดชัน พื้นที่จำกัด และสถานที่ที่มีฝุ่นมาก^{[ 14 ]}

• หุ่นยนต์อุตสาหกรรม