面向现场施工工作中人机直观交互的自然语言指令

引入机器人被广泛认为具有缓解建筑业所面临的劳动力短缺与生产率停滞问题的巨大潜力。然而，在复杂且非结构化的施工现场中使用全自动化机器人具有挑战性。人机协作(HRC)已展现出将人类工人的灵活性与机器人助手的操作能力相结合，共同应对施工工作中固有不确定性的前景。在施工中引入HRC时，认识到现场施工中的团队协作与监督的重要性，并为人类工人与机器人助手建立自然直观的通信系统至关重要。基于自然语言的的交互可使非机器人编程专家的人类工人与机器人进行直观且熟悉的沟通。然而，建筑领域关于该主题的研究有限。本文提出一种框架，使人类工人能够基于自然语言指令与施工机器人进行交互。所提方法包含三个阶段：自然语言理解(NLU)、信息映射(IM)和机器人控制(RC)。自然语言指令被输入语言模型，以在NLU模块中预测每个词的标签。IM模块利用NLU模块的结果与建筑构件信息，生成机器人认知并执行施工任务所需的最终指令输出。通过石膏板安装案例研究对所提方法进行评估。所得结果凸显了使用基于自然语言的交互在人机团队背景下复现人类工人之间沟通方式的潜力。