建筑机器人是将机器人技术和建筑工业进行交叉融合而产生的一个新领域，其应用范围涉及建筑物生命周期的各个阶段。建筑机器人以期通过机器替代或协助人类的方式，达到改善建筑业工作环境、提高工作效率的目的，最终实现建筑物营建的完全自主化。

本课程是机电学院本科生机械工程一级学科下所开的机器人专业专业基础课，是一门高度交叉的前沿学科课程，它是集力学、机械学、生物学、人类学、计算机科学与工程、控制论与控制工程学、电子工程学、人工智能、社会学等多学科知识于一体，是一门综合性很强的新课程。本课程的教学目标是以建筑机器人为基础，通过该课程学习和实践，使学生了解国内外建筑机器人研究领域的新进展，掌握运动力学数学原理，熟悉建筑机器人协作控制领域的关键技术环节，综合理解并运用相关软硬件开发技术。本课程的教学特色是把本课程作为一门系统工程来进行考虑，在低成本、易操作、高效率等基础上，从建筑机器人结构设计、传感器技术、导航定位技术以及控制系统结合在一起，为学生今后走向社会和服务社会提供强有力的专业知识保证。

本课程理论教学内容主要有：通过本课程的教学，应使学生了解建筑机器人的发展历史、构成、特征及应用等；掌握建筑机器人的正向和逆向运动学，包括坐标的描述、变换、位姿分析以及建筑机器人运动学的D-H描述等；熟悉建筑机器人坐标的微分运动和速度分析；掌握用拉格朗日力学作为主要分析和研究方法对建筑机器人动力学和相关力的分析；掌握关节空间和直角坐标空间的路径和轨迹规划；熟悉并掌握建筑机器人中用到的驱动器和传感器。

    本课程在周惠兴和于淼的带领下打破以课堂讲授为主的传统教学方式，采用以学生小组和小组项目成果为导向的教学新思路，同时配合团队教师所提出的独特的“三多一刺”教学方法，在讲授过程中利用板书与多媒体教学课件相结合进行授课、以该领域论文为研讨材料，以自主开发平台为依托，通过分主题讨论、设计、验证的形式使学生能独立思考和推演，注重理论和实践相结合。

在我国十三五规划中，明确支持将大力发展机器人技术，这将对建筑机器人的开发应用产生极为深远的影响。数十年来，我国在工业机器人、特种机器人以及机器人通用技术方面已经积累了较多的经验，并储备了大量人才，因此，建筑机器人作为一个具有极大发展潜力的新兴技术，有望实现“更安全、更高效、更绿色、更智能”的信息化营建，有望在未来必将取得长足的发展。

但是目前，建筑机器人技术还处于探索和研发阶段，未能在建筑行业得到广泛地应用。并且建筑行业分工明确，导致建筑机器人开发具有针对性。建筑行业很多领域还没出现建筑机器人的身影。因此，本课程在以下几个方面具有重要的特色与优势：

（1）在目前建筑施工中，虽然已有大量机械设备参与，但更多的工序还是更多依赖手工作业，导致建造周期很长。而采用建筑机器人技术，可使建造效率大获提升。

（2）建筑机器人技术可保障施工人员安全，提升工作品质。建筑业是公认的高危行业，另外，建筑施工人员的工作条件极差，繁重的操作以及恶劣的工作环境，极大地危害着从业人员的身心健康，建筑机器人技术的引进是破解这一难题的最佳途径。

（3）建筑机器人技术是人力资源日益短缺的必然选择。由于目前建筑工程行业的工作环境艰苦，加之社会老龄化趋势的不断加速，工地上的年轻人越来越少，这给建筑机器人的发展带来了机会。随着施工市场的发展，建筑机器人的需求会越来越大。从一些发达国家的情况看，人力成本会越来越高，对工作环境的要求也会越来越高，更多的工作会被机器人所取代。而建筑行业是人力集中的行业，建筑机器人开发与使用已迫在眉睫。

（4）建筑机器人技术是构建节约型社会的时代要求。建筑业属于资源需求极为密集的行业，而传统的手工作业方式又流于粗放，建材使用不能精确控制，导致营建过程的材料浪费极为巨大。若采用建筑机器人代替人工施工，通过合理规划和精细化作业，可大幅减少原材料浪费，甚至实现零浪费，符合构建节约型社会的时代价值要求。

（5）建筑机器人是实现人与自然和谐发展的有效途径。建筑施工期间产生的固体垃圾、废水等有毒有害物化学物质会对环境产生很大危害。在目前倡导绿色环保的时代大背景下，如何实现更具环境友好性的营建开发、减少垃圾及废物排放是时代对于建筑业革新的迫切要求。而建筑机器人代表着未来数字化营建技术，有望彻底重塑建筑业的面貌，实现真正的绿色环保、无污染环境。

    通过本课程的学习，使学生掌握建筑机器人技术及其在建筑机械领域、工业经济建设和日常生活中的应用，培养学生实践能力、创新能力和新产品设计开发能力，为将来从事建筑机器人设计、开发、检测和维护等工作奠定坚实的基础。此外，本课程的突出特点是与具体应用紧密结合，紧密跟随建筑机器人新技术应用的发展，及时地把最新的技术反映到教学内容中，这使得学生能及时地接触和学到业界的最新技术。随着技术的进步，不断充实和更新教学内容，可长期保持课程的生命力和发展活力。