人形机器人仍处于试点阶段，但可能成为解决建筑行业生产力问题的方案。行业领导者应如何为它们进入劳动力市场做好准备？
人形机器人仍处于试点阶段，但可能成为解决建筑行业生产力问题的方案。行业领导者应如何为它们进入劳动力市场做好准备？
几十年来，建筑行业一直在努力应对不断增长的需求和日益萎缩的劳动力供应。生产力停滞不前，而且情况可能很快会恶化：许多工人即将退休，而由于安全担忧、对未来前景的不确定性以及建筑工作的体力强度，进入该领域的年轻人越来越少。为了缓解劳动力短缺，一些企业已经使用专用机器人自动化了一些常见活动，包括砌砖和混凝土浇筑。下一步的合乎逻辑的举措可能涉及使用通用机器人，这类机器人可以在多种环境下执行各种不相关的任务。
通用机器人可在各种建筑活动中发挥作用，从搬运重型混凝土块到焊接和管道安装。尽管这些机器人形式多样，但人形机器人——那些在尺寸和形状上与人类相似的机器人——最受关注。人形机器人仍处于相对早期的开发阶段，但如果开发者和其他利益相关者能够克服技术、监管、财务和运营障碍，它们有可能改变整个行业。
在建筑行业内，大规模使用人形机器人可能还需要十年时间，部分原因是这些机器人仍然难以在繁忙、非结构化的工地上导航。但建筑业领导者现在就应该开始为人形机器人的部署做准备，因为最近的技术进步预示着时间线可能加快。商业领袖的当务之急应是打造一个未来工作场所，让人形机器人辅助而非取代人类工人——为身兼多项事务的管理者、不堪重负的一线员工以及希望项目更快完成的客户创造一个多赢局面。
建筑业的困境
尽管建筑技术在过去二十年取得了显著进步，但建筑行业的生产力在2000年至2022年间的复合年增长率（CAGR）仅为0.4%¹——远低于制造业等其他行业（同期复合年增长率为3.0%）(图表1)。建筑生产力的大部分增长来自新兴市场的活动。
图表1 过去二十年，建筑行业的生产力增长微乎其微。
建筑公司通过应用数字工具（包括建筑信息模型和计算机辅助设计）取得了一些生产力提升。然而，总体而言，与其它行业相比，建筑行业在任务数字化方面进展较慢，使其更依赖于人工劳动，并最大限度地降低了效率提升。由于劳动力短缺，招聘更多工人变得困难。雪上加霜的是，在城市化、人口增长以及替换或扩建老旧资产的需求的推动下，全球对住房和基础设施的需求正在加速。预计供应将比需求短缺约40万亿美元²。
建筑行业的自动化进程甚至比数字化还要缓慢。大多数自动化应用不在施工现场，而是在预制和预构件（如墙壁、地板和横梁）的场外制造。现场自动化尤其困难，因为每个项目都是独一无二且不断演变的，工作场所布局不断变化，大量机器和人员在移动，并且存在高安全风险。此外，施工现场通常网络连接不可靠，数字基础设施有限。
少数公司已经进行了涉及简单、非人形机器人的试点项目，这些机器人自主或半自主地执行单一任务，例如钢筋绑扎或放置，或用于机械、电气和管道系统的天花板钻孔。这些解决方案尚未实现大规模部署。相比之下，在土方工程和道路工程中的试点项目更为成功，特别是使用高度专业化的机器人，如无人驾驶摊铺机和自主压路机。
巨大进步，仍有成长空间
尽管人形机器人尚未成为建筑工地的固定设施，但它们代表着解决生产力危机的一种潜在变革性解决方案。它们的强大之处源于具身人工智能（embodied AI），这项技术能够实现实时决策。专业机器人是在结构化环境中重复完成单一任务，而开发者正在努力使人形机器人更加通用，并且最近取得了一些重要进展，尽管仍有更大的成长空间（参见侧边栏，“人形机器人大规模部署的促成因素”）。以下研究领域与建筑业尤其相关。
日益复杂的人工智能基础模型
视觉-语言-动作基础模型使人形机器人能够解释视觉线索并遵循语音指令，这大大增加了它们的实用性。随着人工智能模型和传感器技术的进一步发展，人形机器人可能能够掌握复杂的建筑任务。人类学徒通常需要数年时间在监督下观察和实践，而人形机器人可以迅速分析数百万个建筑视频、指令和演示，从而更快地学习技能。开发者需要大量的建筑数据才能实现这一能力。
更好的移动性和灵活性
开发者已经大大增强了人形机器人的移动性，但在这些机器人能够熟练地在建筑工地等非结构化工作场所中导航之前，还需要进一步的进步。人类依靠经验、观察、同事的指示或地图来移动，而人形机器人则通过处理大量关于其周围环境的数据（包括来自传感器和其他上下文信息）来导航。
许多人形机器人模型现在可以处理非结构化任务，例如举起形状不规则的物体。对于更复杂或更精细的活动，例如以人类水平的灵活性操作小型工具，仍然需要额外的改进。当机器人能够爬梯子和脚手架或在不平坦的地形上行走时，它们在建筑领域的价值将大大增加。
人形机器人大规模部署的促成因素
除了更好的灵活性、移动性和安全性之外，人形机器人只有当原始设备制造商（OEM）能够通过可更换电池或在休息期间快速充电来增加其正常运行时间时，才能变得可行。从经济角度来看，为了实现规模化，单位成本必须从目前的15万美元至50万美元降至2万美元至5万美元之间。在建筑行业中，它们的成本必须降到人形机器人与当地劳动力具有竞争力。
还需要新的法律和监管指南来管理人形机器人的使用。国际标准化组织正在制定可能在全球范围内应用的标准。在建筑领域，利益相关者还必须遵守可能影响部署速度的行业和区域特定法规。例如，在欧洲等建筑安全法规严格的地区，采用速度可能较慢。关于数据保护、算法问责制和决策自主性的问题也层出不决。
目前尚不清楚保险公司将如何响应人形机器人以及它们愿意承保哪些风险。在这些机器人能够大规模部署到工作场所之前，需要更清晰的界定。
更加注重安全和协作
传感器、感知模型和其他技术的进步减少了与通用机器人相关的许多风险——例如，防止它们使用过度的力量。下一步将涉及创建允许“无围栏”操作的安全功能，即人形机器人在整个工作场所自由移动，而不是局限于特定区域。开发者还在努力改进人工智能模型，使人形机器人能够与人类工人无缝协作并正确响应所有语音命令。
人形机器人投资超过10亿美元
行业趋势表明，许多分析师和投资者对人形机器人行业的前景持乐观态度。包括人形机器人在内的通用机器人领域的资金从2022年到2024年增长了五倍，现在每年超过10亿美元。大部分资金流向中国和美国的公司。在麦肯锡2025年6月的一项基准案例分析中，估计到2040年，通用机器人市场可能达到约3700亿美元¹。
人形机器人在建筑领域的应用
投资者正越来越多地将资金投入人形机器人领域（参见人形机器人投资超过10亿美元）。在建筑业内部，领导者将专注于人形机器人比自主或半自主单任务机器人能提供更明确价值的应用。更重要的是，人形机器人将被部署来辅助工人，而非取代他们。
人形机器人在建筑领域的早期部署
在各个行业中，最早的人形机器人试点项目通常涉及在低变异性环境（例如已映射的杂货店过道或布局相同的室内布置）中执行重复的、中等复杂的任务。在建筑领域，已经报道了一些令人鼓舞的早期成果。例如，日本的研究人员创造了一种可以独立安装石膏板的人形机器人，但尚未进行广泛测试³。
安全免责声明 机器人的进一步规模化部署取决于在安全性方面的额外工作，特别是当人工智能模型被用于控制机器人时。需要改进的领域包括防碰撞、故障预防、网络安全和人工智能决策透明度。监管空白也必须得到解决。
未来几年，人形机器人在建筑领域的部署可能会继续集中在少数更简单、重复性任务或在高度结构化区域中的中等复杂任务上。尽管存在这些限制，但工人与人形机器人之间的分工可以提高整体生产力，使公司能够加快项目进度。
以人形机器人如何在不久的将来协助木匠为例。在一天开始时，人形机器人可以准备工具并清理目标空间，从而使木匠能够专注于更高级的任务或专业工作。人形机器人可以在现场承担的其他简单任务可能包括粉刷墙壁和卸载卡车。
长期人形机器人应用：更通用的助手，承担更复杂的任务
为了确定人形机器人可以在十年或更长时间内执行哪些建筑任务，我们根据协作水平、培训难易度、灵巧性要求和工作环境结构对活动进行了评估。然后，我们根据相对任务可行性的程度对用例进行了分类（图表2）。
图表2 人形机器人可以参与多项建筑任务。
例如，在新建筑中，人形机器人可以协助完成现场浇筑框架结构等任务。人形机器人还可以帮助新建筑完成以下活动：
涉及建筑技术的活动，例如在狭窄空间内安装管道、安装传感器和拉线
土方工程，包括在勘测期间收集地形数据
建筑服务，例如分类建筑垃圾和清理日常碎屑
内部制造任务，包括在喷漆前保护表面、精密胶带作业、安装固定家具和手持石膏板
人形机器人预计将在大型基础设施项目以及住宅、商业或机构建筑中展现出较高的商业可行性。例如，人形机器人可能对高层或多层建筑（通常涉及重复性任务）或涉及建造许多类似建筑的大型住宅项目特别有价值。人形机器人还可能通过协助各种任务（如举起、搬运和定位工具；测量表面；或绘制标记）来加速道路建设。对于工业项目，大多数人形机器人应用可能涉及制造。
尽管人形机器人可能能够胜任更多的建筑任务，但至少在可预见的未来，它们不会完全独立。人类将提供监督，确认解决方案路径，并在需要更高水平解决问题能力的问题上进行干预。
现在是探索人形机器人应用的时机
前瞻性的建筑业领导者不应等待全面部署成为现实，而应立即开始为人形机器人与人类协同工作的未来做准备。作为第一步，领导者应评估人形机器人可以在何处为其组织增加最大价值——例如，通过弥补生产力差距、降低危险任务中的风险或支持大型基础设施建设。接下来，领导者应决定行动速度，以便将其公司定位为以下之一：
先行者，与原始设备制造商合作进行试点项目。
早期采用者，迅速推广经过验证的模型。
选择性部署者，专注于实施投资回报率高的用例。
每种选择都有不同的优势。先行者可能是最快实现人形机器人规模化使用、获得成本效益并提高生产力的。他们还可能帮助塑造新兴行业的标准和最佳实践，并吸引顶尖技术人才，这些人通常被视为行业领导者的公司所吸引。不利的一面是，先行者承担风险：如果障碍（技术及其他方面）持续存在，他们可能无法看到投资回报。
早期采用者可能能够快速实现规模化并提高生产力，但他们不太可能定义市场标准，并且获得的收入可能低于先行者。选择性部署者将面临最低的投资风险，但将失去将自己定位为行业领导者的机会，并可能在市场发展中落后，从而可能导致更高的长期成本。
无论其部署策略如何，建筑公司都应投资于工地更好的传感器和连接性。他们还应通过从多个来源（包括建筑工人执行任务的视频、机器和远程操作记录）获取可靠的、特定于任务的数据来构建机器人能力，并利用这些信息来训练模型。通过虚拟模拟和数字孪生，公司可以经济高效地训练人形机器人，并在实际部署前验证其价值。
以面板安装为例：公司可以在数字化建模的施工现场（包含平面图、墙壁和脚手架）“放置”一个人形机器人，并让它重复安装面板，从而使公司能够评估和完善其性能。实际推广可以从远程操作的人形机器人开始，然后进入专用“创新实验室”的实验阶段，最终扩展到客户现场的自主操作。与此同时，建筑业利益相关者可以为人类与机器人协作制定新的操作指南，并对工人进行技能提升，以建立与机器协同操作所需的能力。利益相关者可能还希望考虑以下伙伴关系和具体应用：
总承包商和开发商可以与人形机器人公司合作启动试点项目；他们还可以制定人机协作路线图，并为不同的应用建立商业案例。
分包商可以识别任务级用例（例如，搬运小型面板或混凝土桶），与人形机器人公司合作共同开发工作流程，并聘请现场主管以确保机器人安全。
设备供应商可以确定人形机器人如何适应其运营以及如何与重型机械互补。他们还可以探索与人形机器人公司的合作，投资基础设施（例如，自动化和远程操作系统），或制定计划以提供包括机器、人形机器人和现场自动化在内的全方位解决方案。
利益相关者应注意，人形机器人在建筑领域的部署可能需要较长的时间。尽管许多演示都显示机器人在工厂和其他场所平稳运行，但这些都是高度结构化的环境，人形机器人执行重复性任务。另一方面，建筑业是杂乱而复杂的，中断不仅频繁而且是预期之中的。
人形机器人仍然代表着未来工作场所的愿景，而非即时现实。技术正在不断快速进步，人形机器人最终可能成为繁忙和混乱工作场所（包括建筑工地）的一个选择。鉴于该行业长期存在的劳动力和生产力挑战可能会加剧，建筑业领导者现在就应该开始考虑人形机器人的潜在用途。如果人形机器人确实成为一个经济高效的解决方案，公司将希望尽可能快地行动。那些现在就开始准备的公司将处于最佳位置，以抓住未来的机遇。
关于作者
Ani Kelkar 是麦肯锡波士顿办事处的合伙人；Christian Jansen 是汉堡办事处的合伙人；Erik Sjödin 是斯德哥尔摩办事处的合伙人，Mikael Robertson 是该办事处的资深合伙人；Jose Luis Blanco 是纽约办事处的资深合伙人；Sebastian Reiter 是慕尼黑办事处的合伙人；Susanna Tulokas 是赫尔辛基办事处的副合伙人；Tanja Thirring 是维也纳办事处的顾问。
作者要感谢 Brendan Fitzgerald, Daniel Ahmoye, Erlend Spets, Fabian Apel, Omar Kaakani, 和 Patrick Schultze 对本文的贡献。
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