$1.75 亿美元投注自主道路铺路机器人

铺筑未来，无需驾驶员

道路施工是基础设施经济中最劳动密集的部门之一，面临着劳动力危机。操纵铺设、压实和整理沥青的复杂机械的熟练操作员正在加快离开劳动力队伍，而新进从业者的入职速度远低于此。美国公路和运输建设商协会估计，仅在美国就存在超过 500,000 名技术工人的短缺，其中重型设备操作员是最难填补的职位。$1.2 万亿美元的基础设施投资和就业法案已创造了大量道路施工项目，但执行这些项目的劳动力日益紧缺。正是在这一空白中，$1.75 亿的投资正在涌入——为新一代自主和半自主道路建设机械提供资金，这些机械可能会改变世界上最古老的行业之一。

这些投资涉及欧洲、北美和亚洲的多个公司，各自采取了不同的自动化方法，但都朝着同一基本目标收敛：在不牺牲沥青铺设所需的精度和质量的情况下，从驾驶室中移除人类操作员。与太阳能电池板或仓储建筑机器人不同——任务高度重复，环境相对受控——道路建设涉及动态户外条件、可变材料特性、多台机器之间的复杂协调，以及必须以毫米公差测量并在极端应力下使用数十年的质量结果。

技术实际上做什么

现代沥青铺路涉及按紧密协调工作的顺序排列的机械链。自卸车从工厂向工地运送加热的沥青混合料。铺路机——接收混合料、将其平整并以规定的厚度和温度铺设在精确层中的机器——缓慢向前移动。在它后面直接跟着一系列压实滚筒，按规定的图案跟随，在冷却之前将沥青巩固到规格。整个序列需要持续的协调、对材料温度和一致性的实时调整，以及铺路机相对于现有路面位置的精确追踪。

正在开发的自主系统在多个层面解决这个问题。具有厘米级精度的 GPS-RTK 定位允许铺路机跟随设计的对齐而无需手动转向校正。安装在铺路机上的热像仪实时监测垫子的温度，触发速度调整以在可变的环境条件下保持最优的压实温度。压实滚筒上的毫米波雷达系统绘制沥青表面密度的地图，并自动调整鼓的振动频率和幅度，以在不过度或不足压实的情况下达到规定的压实。

关键参与者及其方法

几家主要的建筑设备制造商已进行了重大的自主道路建设投资。卡特彼勒的基础设施自动化部门一直在其 Cat Command 计划下开发部分自主铺路系统，最初专注于从压实滚筒操作员处移除操作员。德国铺路设备巨头维特根集团（被约翰迪尔收购）为其铺路机开发了 AutoPilot 2.0 系统，该系统自动化了转向和厚度控制，同时保持人类处于监视角色。

较新的初创公司追求更激进的完全自主目标。接收 $1.75 亿投资总额一部分的几家公司旨在实现第 4 级自主铺路——机器可以在没有任何人工干预的情况下完成定义的铺路任务，尽管人类监督员可能在场。这些系统面临比现有设备的增量自动化更高的监管和责任障碍，但其成本降低的潜力也更大：第 4 级自主铺路机在没有操作员的夜班工作消除了不仅仅是操作员的工资，而且还消除了加班费、疲劳限制和班次变化延迟，这些限制了持续运营。

环境和质量影响

除了劳动力经济之外，自主铺路还提供了路面质量和环保足迹潜在改善的机会。人类操作员，无论多么熟练，都会在铺路过程中引入可变性：轻微的转向校正会造成表面不规则性，不一致的滚筒图案会留下不均匀的密度分布，材料温度管理取决于在操作员之间以及在长班次中变化的个人判断。自动化系统无论时间、操作员经验或疲劳水平如何，都始终如一地应用相同的控制算法。

更高质量的路面表面使用寿命更长，减少了昂贵的重铺频率以及与施工设备的交通中断和排放相关的后果。一些研究发现，通过更精确地优化滚筒通过，自主压实可以用更少的通过来实现更好的密度分布——同时减少燃料消耗和设备磨损。对于移动大量石油衍生产品并在其机械中燃烧大量柴油燃料的行业，即使是适度的效率提升在规模上也会产生有意义的环境后果。

流向该部门的 $1.75 亿反映了更广泛的认识，即基础设施施工——长期以来因户外土木工程的复杂性和可变性而是最抗自动化的行业之一——终于达到了自动化可行和经济吸引力的技术阈值。精确定位、AI 驱动的过程控制，以及劳动力短缺的紧迫压力的结合已经创造了条件，使得在五年前似乎遥远的变革成为可能。

本文基于 Electrek 的报道。阅读原始文章。