在摩天大樓林立的今天，磚砌建築漸趨式微，原因在於磚石施工本身更為複雜，需要由專業工人親手建造。使用磚塊能實現精巧多變的設計概念，展現驚豔的視覺效果，又能靈活應對如香港這樣的起伏地形。然而，這種建築方式往往伴隨高昂的時間與人力成本，在講求效率的建築行業中，工程團隊對此避之唯恐不及。
為解決這個難題，中大跨學科團隊研發出CU-Brick，一套結合線纜驅動平行機械人與自動化技術的砌磚系統。CU-Brick的主要組件包括一個計算設計工具，用於生成磚塊結構的設計方案、數量、位置與工序；一個由八條線纜驅動、連接四個電機絞盤支撐桿的機械人；以及一個能精準移動磚塊的機械夾具。
這套系統能完成以往難以實現的任務。傳統複雜的磚塊建築項目需依賴人手精準施工及組裝，耗時長且成本高昂；但CU-Brick並不在乎結構的複雜與否——事實上，它甚至無法區分。
負責研發CU-Brick的機械與自動化工程學系副教授劉達銘教授表示：「CU-Brick讓建築師能自由設計複雜結構，無需顧慮工人施工的效率與精準度，這對確保複雜結構的穩定度尤為關鍵。」
工程與藝術的跨界交流
運算設計目前是建築界的成熟技術，不過在技術上需要配合機械人進行操作，鮮有為特定任務量身定制的工具。CU-Brick建立在電纜驅動機械人與自動化建築設計的現有研究之上，首次整合成一套完整的解決方案。
CU-Brick研究合作夥伴、中大建築學院高級講師Adam Fingrut表示，「CU-Brick的創新之處，在於它讓建築師能運用定制的機械人控制系統，實現以往重型機械臂無法完成的設計意念。例如CU-Brick可以在工地進行高精度的取放操作，這在建築領域並不常見，但通過CU-Brick，我們可以開始探索這些可能性，將設計、機械人技術、結構工程等領域聯繫到我們的工作中。」
建築師可根據項目需求，利用CU-Brick系統制定設計方案，隨後轉化為數據，其中涵蓋設計細節、位置、方向、材料類型及安全施工順序。所有數據以通用的編程語言保存在簡單的文字檔案中，然後與機械人團隊分享數據以進行自動組裝。
Adam Fingrut補充說：「以編程語言直接與工地的施工技術進行溝通，是非常嶄新的概念，這讓我們作為建築師能夠重新思考傳統建築圖紙的角色，如平面圖和剖面圖，將其替換為直接驅動施工機械人的數據。」
這種施工模式開啟了無限可能，他說：「我們對能直接與機械工程師合作，共同開發新系統以實現建築願景，感到十分興奮。以往建築師很少有機會直接接觸機械人及機械工程，而這次合作讓我們可以探索實用設計與運算開發的潛力，邁出實現創新建築設計的重要一步。」
從校園實踐到行業變革
中大校園的「再生園」採用CU-Brick建造，將於今年六月啟用。這項合作不僅驗證了智能建造、自動化、機械人工程等的實踐成果，更展現了CU-Brick對建築及工程領域的巨大潛力。
CU-Brick前景廣闊，並已獲業界專業人士及相關機構的高度評價。不過，劉教授表示，系統仍面臨不少技術挑戰亟待克服，包括：如何自動化塗抹砂漿及其他黏合材料、如何確保機器能重現人手工藝的細緻度，以及如何配合監管機構，滿足各項法規要求。隨著這些問題獲得妥善解決，CU-Brick有望正式應用於現實建築項目，屆時我們或將見證機械建築工人參與施工的未來場景。
