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百年建筑“行走”解密:人工智能如何重塑上海张园

来源于： 发布时间：2026-01-23 09:22:19 热度：4

近日，上海张园7500吨石库门建筑群“华严里”，经历了一次史无前例的城市更新与保护工程。432个小型步履移位机器人，让这个古老的建筑群“走起来”完成整体归位，这是目前国内体量最大的组团式石库门建筑群归位工程。让我们来为百年建筑“行走”解密，看人工智能如何重塑张园！



432个机器人齐上阵

石库门建筑群“华严里”始建于20世纪20～30年代，是上海历史风貌的重要标志，承载着丰富的历史记忆与文化价值。如何在保护历史建筑原貌的同时，兼顾现代化城市发展的需求，是此次城市更新工程的核心挑战。为此，工程团队大胆创新，采用了步履式移位机器人、微型桩机机器人、智能挖土机器人等一系列先进的智能施工设备。
这些高科技机器人的成功应用，离不开强大的人工智能技术支撑。具体而言，深度学习、强化学习、路径规划等技术发挥了关键作用。



深度学习：
赋予机器人感知
与判断能力

深度学习是一种模仿人脑结构与运作的人工智能方法，通过多层神经网络对大量数据进行学习，使机器人能够自主识别模式、判断特征，从而做出智能决策。此次项目中，深度学习技术被广泛用于材料识别、动态感知和环境判断等方面。
以挖土机器人为例，在地下空间施工中，施工环境狭窄且复杂多变。机器人配备了视觉摄像头与激光雷达，实时采集施工区域的影像数据和空间数据。通过深度学习模型，事先对大量标注的训练数据包括黏土、混凝土碎块、临时工程桩等不同材料进行反复学习，机器人具备了精准的材料识别能力。当施工现场出现未知障碍时，机器人能够迅速识别障碍物类型，并自主调整挖掘工具与力度，避免意外撞击或误判，从而保障了作业的安全性和高效性。
此外，在步履式移位机器人的整体平移场景中，深度学习也发挥了关键作用。数百个机器人共同托举起7500吨重的石库门建筑群“华严里”，每台机器人装配有压力传感器、应变传感器和位移传感器，实时将建筑结构受力、姿态和位移等数据传输至控制中心。深度学习模型实时分析海量传感数据，精确判断每个区域的受力状态与结构安全情况。一旦发现潜在风险，系统会立即做出精细调整，保障建筑移动中的稳定性与安全性。


强化学习：
实现智能协同与实时决策

强化学习是人工智能另一项重要技术，其本质是通过试错学习与奖励反馈机制，让智能体自主探索和优化行为策略，最终获得最佳的行动方式。
此次工程中，步履式移位机器人的群体协同控制也离不开强化学习技术模型的支持。432台机器人高效协作并完成对巨大建筑的整体搬迁的背后，通过强化学习在仿真环境的反复试错训练，可以逐步学习到最佳的协同步伐与受力分配模式。每组机器人仿佛人的“双脚”，当面对不同的地面状况与结构负载时，强化学习算法让它们自动摸索并优化步伐节奏、举升高度和平移速度，从而确保整体建筑物能够平稳、协调地移动。
同时，强化学习还用于地下施工的挖土机器人中。当机器人遇到复杂的地下环境、未知障碍时，需要实时重新规划路径与作业方式。通过深度强化学习算法，机器人能够在虚拟仿真环境中进行大量训练，反复学习不同路径和作业方法的优劣，逐步掌握应对未知情况的最优策略。在实际作业时，机器人若遭遇突然出现的障碍物，强化学习模型会快速做出决策，选择绕行、暂停或改变挖掘策略，从而使施工过程更高效、更安全。


路径规划：
高效作业的智能导航

路径规划技术是机器人自主移动和导航中的关键技术。它能够让机器人在复杂环境中自主寻找并执行最优路径，避免碰撞障碍，实现高效任务执行。
在此次工程中，路径规划技术被应用于多种机器人场景。例如，微型桩机机器人在狭窄的老建筑室内作业空间进行精准施工。工程团队首先利用BIM技术和三维点云扫描生成精细的建筑内部数字模型，精确标定桩位和周边环境。随后，路径规划算法可以结合其他人工智能技术，在数字模型中模拟出机器人最佳行驶路线，确保机器人能够精确到达施工位置，避免与房屋内部结构发生碰撞。这种基于数字模型与强化学习优化的路径规划技术，使得机器人能够在低矮狭窄环境中安全、精确、高效地施工。
另外，在地下空间挖掘作业中，挖土机器人实时构建地下空间的三维地图，运用路径规划算法，动态地计算并更新挖掘路线。当机器人发现施工环境发生变化时，如临时出现新的障碍物，路径规划技术能迅速重新计算路径，让机器人快速绕过障碍继续施工。这种动态路径规划确保了施工过程的连续性和高效率。


多维数据融合：
施工的智能基石

机器人能够实现精准作业和自主决策，除了上述人工智能技术外，也离不开强大的数据支撑。在上海张园的城市更新项目中，多传感器融合技术、三维点云扫描和BIM建模3种数字技术紧密配合，共同构成了施工机器人的数据感知基础。
多传感器融合技术整合了来自压力、位置、姿态、激光测距和振动传感器的实时数据，精准地掌握施工状态；三维点云扫描技术则利用激光雷达精确测绘施工环境，形成高精度空间数据；BIM建模技术则进一步整合空间信息，构建详细的数字施工模型，帮助机器人提前进行虚拟仿真，规划最优路径并规避潜在风险。
这些技术相辅相成，形成了一个精准、实时、全面的数据闭环，为人工智能系统提供了可靠的数据保障，使机器人能够高效、安全地完成复杂施工任务。

从更广阔的视角来看，此次张园部分石库门建筑群归位这一成功案例，凸显了人工智能技术在新型智慧城市建设领域的巨大潜力。可以预见，在未来城市发展中，人工智能技术将更深入地介入城市规划、建设、维护等各环节，助力城市发展与历史文化保护达到高度协调、可持续发展与智能化融合的新局面。

 
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