Robot Xây Dựng: Cuộc Cách Mạng Contech Định Hình Tương Lai Ngành Xây Dựng Việt Nam

Chào mừng bạn đến với thế giới của tương lai – nơi những công trường không còn chỉ vang tiếng búa, tiếng máy móc ồn ào và mồ hôi của người thợ, mà còn có sự góp mặt thầm lặng nhưng đầy uy lực của những “công nhân” đặc biệt: robot xây dựng. Trong bối cảnh chuyển đổi số đang diễn ra mạnh mẽ, ngành xây dựng – vốn được coi là truyền thống và chậm đổi mới – đang chứng kiến một cuộc cách mạng thực sự nhờ vào ứng dụng của robot và tự động hóa.

Là một chuyên gia đã đồng hành cùng nhiều doanh nghiệp trong hành trình chuyển đổi số ngành xây dựng tôi hiểu rõ những trăn trở, kỳ vọng và cả những e dè khi nghĩ đến việc đưa công nghệ cao vào một lĩnh vực vốn quen với sự tỉ mỉ, khéo léo của đôi bàn tay con người.

Bài viết này không chỉ là một cái nhìn tổng quan, mà còn là một tài liệu tham khảo chuyên sâu, được thiết kế đặc biệt cho các nhà quản lý, kỹ sư, nhà thầu, chủ đầu tư tại Việt Nam và Nhật Bản – những người đang muốn “Contech hóa” (Construction Technology) các dự án của mình để nâng cao hiệu quả, chất lượng và hướng tới sự bền vững. Hãy cùng khám phá xem những cỗ máy thông minh này đang và sẽ thay đổi ngành xây dựng của chúng ta như thế nào nhé!

Tổng quan về Robotics trong xây dựng

Khi nhắc đến robot, nhiều người thường nghĩ ngay đến các nhà máy sản xuất ô tô, linh kiện điện tử. Nhưng giờ đây, những cỗ máy thông minh này đã vượt ra khỏi nhà xưởng, sải bước tự tin vào môi trường công trường đầy thử thách.

Robot xây dựng là gì?

Thực ra, định nghĩa về robot xây dựng không hề quá phức tạp đâu. Hiểu một cách đơn giản, chúng là các loại máy móc tự động hoặc bán tự động, được thiết kế chuyên biệt để thực hiện hàng loạt các nhiệm vụ trong suốt quá trình thi công và thậm chí là quản lý dự án xây dựng. Từ những công việc nặng nhọc, lặp đi lặp lại đến những nhiệm vụ đòi hỏi độ chính xác cao, robot đang dần trở thành cánh tay đắc lực, thậm chí là “bộ não” của công trường hiện đại.

Trong bối cảnh Chuyển đổi số và cuộc cách mạng Công nghiệp 4.0 đang diễn ra sôi động, robot xây dựng không chỉ là một công cụ đơn thuần. Chúng là biểu tượng của sự tiến bộ, là minh chứng cho việc ngành xây dựng cũng có thể trở nên thông minh, hiệu quả và bền vững hơn. Vai trò của robot không chỉ dừng lại ở việc thay thế sức người, mà còn mở ra những khả năng mới, cho phép chúng ta thực hiện các dự án phức tạp hơn, nhanh hơn và an toàn hơn mà trước đây gần như không thể. Chúng ta đang nói về việc tích hợp robot vào một hệ sinh thái kỹ thuật số, nơi dữ liệu được thu thập, phân tích và sử dụng để tối ưu hóa mọi khía cạnh của một dự án xây dựng.

Lịch sử hình thành và phát triển

Thoạt nghe có vẻ robot xây dựng là một khái niệm mới toanh, nhưng thực tế, hành trình phát triển của chúng đã bắt đầu từ khá lâu rồi đấy. Khởi điểm, robot được ứng dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp sản xuất, đặc biệt là ô tô, linh kiện điện tử. Với độ chính xác cao và khả năng làm việc không ngừng nghỉ, robot đã chứng minh hiệu quả vượt trội.

Khi ngành xây dựng bắt đầu đối mặt với những thách thức như thiếu hụt lao động lành nghề, yêu cầu về tốc độ và chất lượng ngày càng cao, cùng với áp lực giảm thiểu rủi ro an toàn lao động, các nhà khoa học và kỹ sư bắt đầu nghĩ đến việc “nhập khẩu” robot sang lĩnh vực này. Những cột mốc quan trọng có thể kể đến như sự ra đời của các loại máy xúc tự động đơn giản, hệ thống định vị GPS cho máy san ủi, cho đến sự phát triển đột phá của công nghệ cảm biến, trí tuệ nhân tạo (AI) và Học máy (Machine Learning) đã giúp robot trở nên thông minh hơn, linh hoạt hơn và đủ khả năng xử lý các nhiệm vụ phức tạp trên công trường. Từ những năm 2000 trở đi, với sự phát triển của các công nghệ liên quan như in 3D, drone, và các hệ thống điều khiển tự động, robot xây dựng đã thực sự cất cánh và ngày càng được ứng dụng rộng rãi, không chỉ ở các nước phát triển mà cả ở những thị trường mới nổi như Việt Nam.

Các loại robot xây dựng phổ biến

Thế giới robot xây dựng đa dạng hơn bạn tưởng rất nhiều. Mỗi loại được thiết kế với mục đích và khả năng chuyên biệt, từ những “kiến trúc sư” đặt từng viên gạch tỉ mỉ đến những “lái xe” vận chuyển vật liệu nặng nhọc. Cùng điểm qua những gương mặt nổi bật nhất nhé!

Robot xây tường và hoàn thiện

Đây có lẽ là loại robot gây ấn tượng mạnh mẽ nhất với khả năng thay đổi hoàn toàn cách chúng ta hình dung về việc xây dựng một ngôi nhà.

Robot lát gạch (ví dụ: Hadrian X, Sam): Tưởng tượng xem, một cỗ máy có thể đặt hàng trăm viên gạch mỗi giờ, nhanh gấp nhiều lần so với thợ thủ công lành nghề nhất. Đó chính là những gì robot như Hadrian X của công ty FBR (Úc) làm được. Hadrian X đã đạt tốc độ đặt trên 300 khối xây mỗi giờ trong quá trình thử nghiệm và có thể hoàn thành các bức tường của một ngôi nhà gạch đôi tiêu chuẩn chỉ trong một ngày. Trong khi đó, một thợ nề thủ công điển hình có thể đặt từ 400 đến 600 viên gạch mỗi ngày. Robot này không chỉ đơn thuần là đặt gạch, mà còn có khả năng cắt gạch theo kích thước yêu cầu, áp dụng keo đặc biệt và tự động điều chỉnh độ chính xác. Điều này không chỉ tăng tốc độ thi công mà còn đảm bảo chất lượng, độ đồng đều cho toàn bộ bức tường, giảm thiểu sai sót đáng kể.
Robot sơn, trát, hoàn thiện bề mặt: Các công việc như sơn, trát, mài nhẵn bề mặt là những công đoạn lặp lại, đòi hỏi sự kiên nhẫn và kỹ thuật cao. Robot có thể đảm nhiệm những nhiệm vụ này một cách hoàn hảo, đảm bảo lớp sơn/trát được đều, mịn, đạt tiêu chuẩn chất lượng cao nhất mà không bị ảnh hưởng bởi yếu tố con người như mệt mỏi hay thiếu tập trung. Chúng có thể được lập trình để bao phủ những diện tích lớn một cách nhanh chóng và hiệu quả.

Robot vận chuyển và nâng hạ vật liệu

Công trường là nơi liên tục có vật liệu được di chuyển. Đây là một công việc nặng nhọc và tiềm ẩn nhiều rủi ro nếu không được thực hiện cẩn thận.

Robot tự hành (Autonomous Mobile Robots – AMR) trên công trường: Tưởng tượng một chiếc xe không người lái chuyên dùng để vận chuyển các bó thép, bao xi măng, hoặc pallet gạch từ kho đến đúng vị trí cần dùng trên công trường. Các AMR này được trang bị cảm biến, hệ thống định vị và bản đồ 3D để di chuyển an toàn, tránh chướng ngại vật và tối ưu hóa tuyến đường. Chúng giúp giảm đáng kể sức lao động của con người, hạn chế các tai nạn lao động liên quan đến vận chuyển và tăng hiệu quả logistics trên công trường.
Robot khớp linh hoạt (Articulated Robots): Những robot này giống như những cánh tay máy khổng lồ, có thể thực hiện các nhiệm vụ nâng, hàn, vặn ốc, nối các thành phần lắp ghép với độ chính xác dưới milimet. Đặc biệt trong xây dựng lắp ghép, nơi các cấu kiện được sản xuất sẵn ở nhà máy và sau đó vận chuyển đến lắp ráp tại công trường, robot khớp linh hoạt đóng vai trò cực kỳ quan trọng trong việc đảm bảo mọi chi tiết khớp nối hoàn hảo, gia tăng năng suất và an toàn nhờ khả năng di chuyển linh hoạt, tính linh hoạt cao và độ chính xác vượt trội.

Robot khảo sát và giám sát (Drone)

Drone, hay máy bay không người lái, đã trở thành một “trợ thủ” đắc lực không thể thiếu trên các công trường hiện đại.

Ứng dụng đa năng của Drone: Drone được trang bị camera độ phân giải cao, cảm biến LiDAR và phần mềm chuyên dụng, có thể bay lượn trên công trường để thực hiện vô số nhiệm vụ. Từ khảo sát địa hình, lập bản đồ 3D chính xác, kiểm tra an ninh toàn bộ khu vực, cho đến giám sát tiến độ thi công và kiểm tra chất lượng công trình ở những vị trí khó tiếp cận hoặc nguy hiểm.
Lợi ích vượt trội: Drones mang lại lợi ích kép: tốc độ thu thập dữ liệu nhanh chóng và chính xác, đồng thời giảm đáng kể rủi ro cho nhân viên, vốn phải thực hiện các công việc kiểm tra ở độ cao hoặc khu vực nguy hiểm. Drones có thể hoàn thành công việc khảo sát trong thời gian ngắn hơn từ 60% đến 70% so với phương pháp truyền thống. Chúng có thể phát hiện sớm các sai sót, sự cố, giúp nhà thầu có biện pháp khắc phục kịp thời, tránh lãng phí và chậm trễ.

Robot in 3D trong xây dựng

Công nghệ in 3D đang mở ra một kỷ nguyên mới cho ngành xây dựng, đặc biệt là trong việc tạo ra các cấu kiện phức tạp và nhà ở giá rẻ.

Vietnam Construction Technology Blog image 097

In 3D ngôi nhà trong chớp mắt: Tưởng tượng một ngôi nhà được “in” xong chỉ trong 24 giờ. Đó không còn là viễn tưởng mà đã là thực tế với các robot in 3D. Ví dụ, công ty ICON đã trình diễn khả năng in 3D một ngôi nhà trong khoảng 24-48 giờ. Công nghệ này có thể sử dụng nhiều loại vật liệu khác nhau, giảm đáng kể chi phí và chất thải xây dựng.
Tiềm năng không giới hạn: Công nghệ in 3D không chỉ giúp xây nhà nhanh và rẻ hơn, mà còn có tiềm năng ứng dụng trong các dự án đặc biệt như xây dựng cơ sở hạ tầng trên Mặt Trăng hoặc những khu vực khó khăn trên Trái Đất. Nó cũng cho phép kiến trúc sư sáng tạo với những hình dạng phức tạp mà phương pháp xây dựng truyền thống khó có thể đạt được.

Robot đào và san lấp tự động

Các công việc đào đất, san lấp mặt bằng thường đòi hỏi máy móc lớn và người vận hành có kinh nghiệm. Giờ đây, robot cũng đã tham gia vào lĩnh vực này.

Máy xúc tự động của Built Robotics: Công ty Built Robotics (Mỹ) đã phát triển các bộ kit tự động hóa Exosystem có thể biến máy xúc thông thường thành máy xúc tự động. Các cỗ máy này có thể thực hiện các công việc đào rãnh, đào móng, bốc xếp hàng hóa một cách chính xác theo bản vẽ kỹ thuật số, với giao diện điều khiển thân thiện, dễ vận hành. Điều này giúp tăng hiệu suất, giảm sai sót và cho phép hoạt động liên tục mà không cần người lái trực tiếp.

Robot hàn tự động trong xây dựng

Hàn là một công việc đòi hỏi kỹ năng cao và tiềm ẩn nhiều rủi ro. Robot hàn mang lại giải pháp tối ưu.

Độ chính xác tuyệt đối: Robot hàn tự động đảm bảo độ chính xác và chất lượng mối hàn đồng đều, đặc biệt quan trọng trong việc lắp ráp các cấu kiện tiền chế, khung thép hoặc các kết cấu chịu lực. Chúng giảm thiểu lỗi do yếu tố con người, đảm bảo tính toàn vẹn của kết cấu và đẩy nhanh tiến độ thi công.

Ứng dụng của Robot trong ngành xây dựng

Các loại robot đa dạng như vậy thì chúng được ứng dụng vào những khía cạnh nào của một dự án xây dựng? Câu trả lời là: gần như mọi công đoạn, từ khi bắt đầu đến khi hoàn thiện.

Thi công kết cấu

Đây là một trong những lĩnh vực mà robot mang lại hiệu quả rõ rệt nhất, đặc biệt là trong các công việc lặp đi lặp lại và nặng nhọc:

Xây tường, lắp đặt cốt thép, đổ bê tông tự động: Như đã đề cập, robot xây tường có thể đặt gạch nhanh chóng và chính xác. Tương tự, các robot chuyên dụng có thể uốn, cắt, và lắp đặt cốt thép theo đúng thiết kế, hoặc thậm chí là định vị và điều khiển vòi phun bê tông để đổ bê tông một cách tự động, đảm bảo độ đồng đều và chất lượng bề mặt.
Hàn và lắp ráp các cấu kiện tiền chế: Trong mô hình xây dựng lắp ghép, các cấu kiện (như dầm, cột, sàn) được sản xuất sẵn trong nhà máy và sau đó vận chuyển đến lắp ráp tại công trường, robot đóng vai trò trung tâm trong cả hai khâu: sản xuất với độ chính xác cao trong nhà máy (ví dụ: hàn tự động các mối nối thép) và lắp ráp nhanh chóng, an toàn tại công trường nhờ vào các cánh tay robot có khả năng nâng hạ và định vị chính xác.

Hoàn thiện công trình

Những công đoạn cuối cùng này đòi hỏi sự tỉ mỉ và khéo léo, nhưng robot cũng có thể góp sức:

Sơn, trát, ốp lát gạch, lắp đặt nội thất: Robot có thể di chuyển trên các bề mặt lớn để sơn hoặc trát vữa một cách đồng đều, nhanh chóng. Robot lát gạch thì đã quá quen thuộc. Thậm chí, một số robot còn được lập trình để lắp đặt các tấm ốp tường, sàn hoặc các cấu kiện nội thất tiền chế, đảm bảo độ chính xác cao và rút ngắn thời gian hoàn thiện.

Giám sát và kiểm tra chất lượng

Không chỉ là “công nhân”, robot còn là những “thanh tra viên” cần mẫn và hiệu quả:

Drone và robot tự hành kiểm tra các vị trí nguy hiểm, khó tiếp cận: Thay vì cử nhân viên leo trèo lên các giàn giáo cao vút hay chui vào các khu vực chật hẹp, nguy hiểm, drone có thể bay lượn để kiểm tra các mối nối, vết nứt, tình trạng lớp sơn, hoặc thậm chí là cấu trúc ngầm. Robot tự hành nhỏ gọn có thể bò vào các ống dẫn, đường hầm để kiểm tra.
Thu thập dữ liệu, tạo mô hình 3D để phát hiện sai sót sớm: Các robot này không chỉ “nhìn” mà còn “ghi nhớ”. Dữ liệu thu thập được từ camera, cảm biến LiDAR sẽ được chuyển đổi thành mô hình 3D kỹ thuật số, so sánh với mô hình thiết kế (BIM) để ngay lập tức phát hiện bất kỳ sai lệch nào. Việc này giúp giảm thiểu rủi ro, khắc phục sớm các vấn đề tiềm ẩn và đảm bảo chất lượng công trình từ đầu đến cuối.

An toàn lao động và môi trường

Đây là một trong những lợi ích “nhân văn” nhất mà robot mang lại cho ngành xây dựng.

Thực hiện công việc nguy hiểm (độ cao, vật liệu độc hại) thay thế con người: Các công việc trên cao, trong môi trường hóa chất độc hại, hoặc các khu vực có nguy cơ sập đổ cao hoàn toàn có thể được giao phó cho robot. Điều này giúp giảm thiểu đáng kể số vụ tai nạn lao động, bảo vệ sức khỏe và tính mạng của công nhân.
Giảm thiểu chất thải thông qua độ chính xác cao trong vận hành: Với khả năng thực hiện nhiệm vụ chính xác đến từng milimet, robot giúp tối ưu hóa việc sử dụng vật liệu, giảm thiểu vật liệu dư thừa và chất thải trong quá trình thi công. Ví dụ, robot in 3D có thể sử dụng vật liệu tái chế hoặc có sẵn tại chỗ, giảm nhu cầu vận chuyển và xử lý chất thải.

Hỗ trợ thiết kế và lập kế hoạch

Ngay cả ở giai đoạn đầu của dự án, robot cũng có thể đóng góp giá trị.

Tích hợp với BIM để tối ưu hóa thiết kế và quản lý dự án: Thông tin thu thập từ robot (ví dụ: dữ liệu khảo sát địa hình từ drone) có thể được tích hợp trực tiếp vào các mô hình BIM (Building Information Modeling). Điều này giúp các kiến trúc sư và kỹ sư tối ưu hóa thiết kế, phát hiện sớm xung đột, và cải thiện quá trình lập kế hoạch và quản lý dự án một cách toàn diện.
Robot khảo sát tiền xây dựng, đánh dấu thông số công trình: Trước khi bắt đầu thi công, robot có thể tự động khảo sát địa điểm, đánh dấu các điểm mốc, đường biên và các thông số kỹ thuật khác lên mặt bằng công trường, đảm bảo mọi thứ được đặt đúng vị trí ngay từ ban đầu. Robot CivDot của Civ Robotics là một ví dụ, nó khảo sát công trình nhanh gấp 8 lần so với phương pháp thủ công truyền thống.

Lợi ích và thách thức khi sử dụng Robot xây dựng

Tuyệt vời đúng không? Nhưng cái gì cũng có hai mặt của nó. Robot xây dựng mang lại những lợi ích đáng kinh ngạc, nhưng cũng đi kèm với không ít thách thức cần phải vượt qua.

Lợi ích

Hãy cùng điểm qua những điểm cộng khiến robot trở thành “ngôi sao mới” của ngành xây dựng:

Tăng năng suất và tốc độ thi công: Đây là lợi ích dễ thấy nhất. Robot có thể làm việc 24/7 mà không cần nghỉ ngơi, ăn uống, hay phàn nàn về mệt mỏi. Robot lát gạch có thể đạt tốc độ đặt trên 300 khối xây mỗi giờ và xây dựng tường của một ngôi nhà chỉ trong một ngày. Tốc độ này giúp rút ngắn đáng kể thời gian hoàn thành dự án, giảm chi phí phát sinh do chậm tiến độ.
Nâng cao chất lượng và độ chính xác: Con người dù khéo léo đến đâu cũng không thể tránh khỏi sai sót. Robot thì khác. Với khả năng lập trình chính xác, chúng có thể thực hiện công việc với độ chính xác dưới milimet, đảm bảo chất lượng đồng đều, giảm thiểu lỗi và công việc làm lại. Điều này không chỉ giúp tiết kiệm chi phí mà còn nâng cao uy tín của nhà thầu.
Cải thiện an toàn lao động: Đây là lợi ích mà tôi đánh giá cao nhất. Bằng cách để robot đảm nhiệm các công việc nguy hiểm như làm việc ở độ cao, nâng vật nặng, xử lý vật liệu độc hại, hoặc làm việc trong môi trường khắc nghiệt, chúng ta có thể giảm thiểu đáng kể số vụ tai nạn lao động, bảo vệ an toàn cho con người.
Tối ưu hóa chi phí và giảm lãng phí: Nghe có vẻ mâu thuẫn với chi phí đầu tư ban đầu cao, nhưng về lâu dài, robot giúp giảm chi phí nhân công (đặc biệt trong bối cảnh thiếu hụt lao động), giảm lãng phí vật liệu nhờ độ chính xác cao, và hạn chế chi phí làm lại do sai sót. Tất cả đều góp phần vào một bức tranh tài chính hiệu quả hơn.
Tính bền vững: Với khả năng tối ưu hóa vật liệu và giảm thiểu chất thải, robot góp phần vào việc xây dựng bền vững, thân thiện với môi trường hơn. Robot in 3D sử dụng vật liệu tái chế là một ví dụ điển hình.

Thách thức

Tuy nhiên, đời không như là mơ. Để robot thực sự “làm nên chuyện”, chúng ta vẫn phải đối mặt với nhiều rào cản:

Chi phí đầu tư ban đầu và bảo trì cao: Đây là thách thức lớn nhất. Việc mua sắm, lắp đặt, lập trình và bảo dưỡng các hệ thống robot phức tạp đòi hỏi một khoản đầu tư không hề nhỏ. Điều này có thể là rào cản đối với các doanh nghiệp vừa và nhỏ, hoặc những ai còn e dè với công nghệ mới. Tuy nhiên, theo các nghiên cứu, mặc dù chi phí ban đầu đáng kể, việc giảm chi phí lao động thủ công, vật liệu và sai sót sẽ mang lại lợi ích kinh tế lớn và ROI khả quan về lâu dài.
Yêu cầu về chuyên môn và đào tạo nhân lực: Để vận hành, bảo trì và lập trình robot, chúng ta cần một đội ngũ nhân lực có kỹ năng cao. Hiện tại, đây là một nguồn lực khan hiếm, đặc biệt là ở Việt Nam. Ngành xây dựng phải đối mặt với tình trạng thiếu nhân lực có chuyên môn về AI và robot, đòi hỏi đầu tư vào đào tạo và thu hút nhân tài.
Khả năng thích ứng với môi trường xây dựng biến động: Công trường không phải là nhà máy với môi trường được kiểm soát. Điều kiện thời tiết, địa hình, các vật cản bất ngờ có thể thay đổi liên tục. Robot hiện tại lý tưởng cho các công việc lặp lại trong môi trường ổn định. Việc chúng thích nghi linh hoạt với các điều kiện thay đổi vẫn là một thách thách lớn đối với các nhà phát triển.
Lo ngại về việc thay thế việc làm: Đây là một mối lo ngại chính đáng. Khi robot đảm nhiệm nhiều công việc hơn, liệu có gây ra sự thiếu hụt việc làm cho lao động truyền thống? Vấn đề này cần được nhìn nhận một cách chiến lược, tập trung vào việc đào tạo lại và chuyển đổi vai trò cho người lao động, thay vì loại bỏ hoàn toàn.
Hạn chế công nghệ cho các quy trình phức tạp: Một số quy trình xây dựng vẫn đòi hỏi mức độ phức tạp, sự khéo léo và khả năng ra quyết định tại chỗ mà robot hiện tại chưa thể đáp ứng. Các công việc như thiết kế kiến trúc, quản lý dự án tổng thể, giải quyết các vấn đề phát sinh bất ngờ vẫn cần đến trí tuệ và kinh nghiệm của con người.

Xu hướng phát triển trong tương lai

Đừng nghĩ rằng những gì chúng ta thấy hôm nay đã là đỉnh cao của robot xây dựng. Tương lai còn hứa hẹn những bước đột phá ngoạn mục hơn rất nhiều!

Tích hợp AI và Machine Learning

Nếu robot hiện tại là những “công nhân” chăm chỉ tuân theo lệnh, thì robot tương lai sẽ là những “kỹ sư” có khả năng tư duy.

Robot thông minh hơn, có khả năng học hỏi và thích ứng: Với sự tích hợp của Trí tuệ Nhân tạo (AI) và Học máy (Machine Learning), robot sẽ không chỉ thực hiện nhiệm vụ theo lập trình mà còn có khả năng học hỏi từ dữ liệu, tự động thích ứng với các điều kiện thay đổi trên công trường. Chúng có thể phân tích môi trường xung quanh, phát hiện các vấn đề tiềm ẩn và thậm chí đưa ra quyết định cho các nhiệm vụ phức tạp hơn.
Cải thiện tính linh hoạt và khả năng tùy biến: AI sẽ giúp robot trở nên linh hoạt hơn, có khả năng tùy biến nhiệm vụ theo từng dự án cụ thể, thay vì chỉ là những cỗ máy chuyên dụng cho một vài công việc lặp lại. Điều này sẽ mở rộng đáng kể phạm vi ứng dụng của chúng.

Hợp tác người – robot (Cobots)

Thay vì thay thế hoàn toàn con người, xu hướng “Cobots” (Collaborative Robots) sẽ chú trọng vào sự hợp tác.

Cobots làm việc cùng con người, hỗ trợ công việc khó khăn: Tưởng tượng một người thợ đang làm việc và có một robot bên cạnh, không phải để thay thế, mà để hỗ trợ nâng một vật nặng, giữ một cấu kiện phức tạp, hoặc thực hiện một nhiệm vụ lặp lại để người thợ có thể tập trung vào công việc đòi hỏi sự khéo léo và ra quyết định. Cobots được thiết kế để làm việc an toàn bên cạnh con người, tăng cường hiệu quả làm việc nhóm và giảm gánh nặng thể chất.

Phát triển vật liệu và công nghệ in 3D

In 3D sẽ không ngừng phát triển, cả về công nghệ và vật liệu.

Ứng dụng rộng rãi hơn của in 3D: Chúng ta sẽ thấy in 3D được ứng dụng để tạo ra các cấu kiện phức tạp, các bộ phận đặc biệt, và cả toàn bộ ngôi nhà với tốc độ và chi phí chưa từng có. Các vật liệu in 3D cũng sẽ đa dạng hơn, từ bê tông, polymer, kim loại cho đến các vật liệu sinh thái, vật liệu tái chế, hướng tới mục tiêu xây dựng bền vững.

Tự động hóa hoàn toàn và xây dựng không người lái

Mục tiêu dài hạn của ngành xây dựng là đạt đến mức độ tự động hóa cao nhất có thể.

Công trường hoạt động với sự can thiệp tối thiểu của con người: Tưởng tượng một công trường nơi hầu hết các máy móc đều hoạt động tự động, được điều khiển từ xa hoặc bởi AI, với sự giám sát của một nhóm nhỏ kỹ sư và chuyên gia. Điều này đặc biệt hữu ích trong các môi trường khắc nghiệt, nguy hiểm hoặc ở những khu vực hẻo lánh, thiếu hụt lao động.

Thị trường Robot xây dựng toàn cầu và tại Việt Nam

Sự phát triển này không chỉ là lý thuyết, mà đang được thể hiện rõ ràng qua các con số và xu hướng thị trường.

Thị trường robot xây dựng toàn cầu dự kiến tăng vọt: Theo các dự báo, Quy mô thị trường tự động hóa quy trình bằng robot toàn cầu ước tính đạt 3,79 tỷ đô la Mỹ vào năm 2024 và dự kiến sẽ đạt 30,85 tỷ đô la Mỹ vào năm 2030, tăng trưởng ở tốc độ CAGR là 43,9% từ năm 2025 đến năm 2030 (nguồn: grandviewresearch.com). Con số này cho thấy tiềm năng khổng lồ và sự chấp nhận ngày càng tăng của công nghệ này.
Châu Á là thị trường chiếm ưu thế: Châu Á, với sự phát triển nhanh chóng của các nền kinh tế và nhu cầu xây dựng cơ sở hạ tầng, được dự đoán là khu vực thống trị trong việc triển khai robot xây dựng. Số liệu thống kê mới nhất về robot công nghiệp của World Robotics 2025 cho thấy, trong năm 2024, có tổng cộng 542.076 robot đã được lắp đặt, cao gấp đôi so với 10 năm trước. Năm 2024, số lượng robot được lắp đặt hàng năm đạt hơn 500.000 chiếc trong năm thứ tư liên tiếp, trong đó châu Á chiếm 74% số lượng robot được triển khai mới, so với 16% ở châu Âu và 9% ở châu Mỹ (nguồn: vietnamplus.vn).
Việt Nam đang đẩy mạnh chuyển đổi số, mở ra tiềm năng cho robot: Tại Việt Nam, Bộ Xây dựng đang rất tích cực trong việc đẩy mạnh chuyển đổi số trong ngành xây dựng, bao gồm ứng dụng BIM, GIS, AI, IoT để tăng cường quản lý quy hoạch, phát triển đô thị thông minh và quản lý chi phí. Điều này tạo ra một môi trường thuận lợi cho việc ứng dụng robot xây dựng, từ những giải pháp đơn giản đến những hệ thống phức tạp hơn. Các khu công nghiệp, khu đô thị mới với quy mô lớn sẽ là những “sân chơi” lý tưởng cho robot. Với nhu cầu xây dựng nhà ở giá rẻ và tốc độ hóa đô thị, robot in 3D có thể là một giải pháp đột phá, đặc biệt là ở các vùng nông thôn hoặc các khu vực cần nhà ở nhanh chóng. Robot giám sát (drone) và robot vận chuyển vật liệu tự hành sẽ rất hữu ích tại các công trường khu công nghiệp, đô thị mới, nơi có diện tích rộng và nhu cầu vận chuyển lớn.

Chi phí và ROI khi đầu tư Robot xây dựng

“Đắt sắt ra miếng” hay “tiền nào của nấy” là những câu nói đúng với robot xây dựng. Chi phí ban đầu có thể khiến nhiều doanh nghiệp chùn bước, nhưng nếu nhìn vào bức tranh toàn cảnh về Lợi tức đầu tư (ROI), bạn sẽ thấy nó hoàn toàn xứng đáng.

Các yếu tố ảnh hưởng đến chi phí

Đầu tư vào robot xây dựng không chỉ là mua một cỗ máy, mà là đầu tư vào một hệ thống toàn diện. Các yếu tố chính ảnh hưởng đến chi phí bao gồm:

Chi phí mua sắm thiết bị và phần mềm: Đây là khoản lớn nhất, bao gồm giá của robot (tùy loại, kích thước, chức năng), các công cụ đi kèm, và các phần mềm điều khiển, lập trình chuyên dụng.
Chi phí lắp đặt và tích hợp: Việc đưa robot vào môi trường công trường đòi hỏi sự chuẩn bị về hạ tầng, cài đặt và tích hợp vào quy trình làm việc hiện có.
Chi phí lập trình và tùy chỉnh: Mỗi dự án có thể có những yêu cầu khác nhau, đòi hỏi robot phải được lập trình lại hoặc tùy chỉnh để phù hợp với nhiệm vụ cụ thể.
Chi phí đào tạo nhân lực: Để vận hành và bảo trì robot một cách hiệu quả, nhân viên cần được đào tạo chuyên sâu, đây là một khoản đầu tư không nhỏ vào nguồn nhân lực.
Chi phí bảo trì, bảo dưỡng và phụ tùng thay thế: Giống như bất kỳ máy móc nào, robot cũng cần được bảo trì định kỳ, và có thể cần thay thế phụ tùng trong quá trình sử dụng.
Loại robot, mức độ phức tạp của nhiệm vụ, quy mô dự án: Các yếu tố này cũng ảnh hưởng trực tiếp đến chi phí. Một robot lát gạch đơn giản sẽ có giá khác với một hệ thống in 3D toàn diện cho cả ngôi nhà. Quy mô dự án lớn hơn có thể yêu cầu nhiều robot hoặc robot phức tạp hơn.

Tính toán Lợi tức đầu tư (ROI)

Đây là lúc chúng ta nhìn xa hơn khoản chi ban đầu. Mặc dù chi phí đầu tư ban đầu cho các hệ thống robot là đáng kể, nhưng theo thời gian, việc giảm chi phí lao động thủ công, vật liệu và sai sót sẽ mang lại lợi ích kinh tế lớn và ROI khả quan.
Để tính toán ROI, doanh nghiệp cần phân tích các khoản tiết kiệm sau:

Tiết kiệm chi phí lao động: Giảm số lượng nhân công cần thiết cho các công việc lặp lại, nguy hiểm.
Tiết kiệm vật liệu: Giảm lãng phí vật liệu nhờ độ chính xác cao của robot.
Giảm chi phí do sai sót và làm lại: Robot làm việc chính xác hơn, giảm thiểu lỗi và nhu cầu phải sửa chữa hoặc làm lại.
Tăng doanh thu từ tốc độ dự án: Hoàn thành dự án nhanh hơn giúp doanh nghiệp có thể nhận thêm nhiều dự án khác, tăng dòng tiền và doanh thu.
Giảm chi phí bảo hiểm và bồi thường tai nạn lao động: Cải thiện an toàn lao động giúp giảm thiểu các khoản chi liên quan đến tai nạn.
Nâng cao chất lượng và uy tín: Sản phẩm chất lượng cao hơn có thể giúp doanh nghiệp giành được nhiều dự án uy tín hơn trong tương lai.

Khi cộng tất cả các lợi ích này lại, bạn sẽ thấy rằng mặc dù ban đầu tốn kém, việc đầu tư vào robot xây dựng có thể mang lại ROI cực kỳ hấp dẫn trong trung và dài hạn. Đây không chỉ là một khoản chi, mà là một khoản đầu tư chiến lược cho tương lai của doanh nghiệp bạn.

Case study thực tế

Không nói suông nữa, hãy cùng nhìn vào một vài ví dụ “người thật việc thật” để thấy robot xây dựng đã và đang thay đổi cục diện công trường như thế nào trên thế giới và tiềm năng tại Việt Nam ra sao nhé!

Các dự án nổi bật trên thế giới

Hadrian X (Úc): Robot lát gạch tự động xây tường nhà chỉ trong một ngày. Đây là một trong những ví dụ điển hình nhất về hiệu quả của robot trong việc tăng tốc độ thi công. Hadrian X có thể đạt tốc độ đặt trên 300 khối xây mỗi giờ và xây dựng tường của một ngôi nhà gạch đôi tiêu chuẩn chỉ trong một ngày. Nó được trang bị hệ thống laser dẫn đường, đảm bảo độ chính xác tuyệt đối, đồng thời tự động cắt gạch và áp dụng chất kết dính. Điều này không chỉ giảm thời gian thi công mà còn giải quyết vấn đề thiếu hụt thợ nề lành nghề.
In 3D nhà ở nhanh chóng bởi ICON (Mỹ): Công ty ICON đã trình diễn khả năng in 3D một ngôi nhà trong vòng 24 đến 48 giờ. Công nghệ này sử dụng vật liệu bê tông đặc biệt gọi là Lavacrete, cho phép xây dựng nhanh chóng và giảm chi phí. Đây là một bước tiến lớn trong việc giảm chi phí xây dựng, đặc biệt là nhà ở xã hội, và cũng là một giải pháp bền vững cho môi trường.
Civ Robotics (Mỹ): Robot CivDot khảo sát công trình nhanh gấp 8 lần con người. Công việc khảo sát địa hình ban đầu rất quan trọng và đòi hỏi sự tỉ mỉ. Robot CivDot sử dụng hệ thống định vị GPS và laser để tự động đánh dấu các điểm cần thiết trên công trường, nhanh hơn gấp 8 lần so với phương pháp thủ công. Điều này giúp tiết kiệm thời gian, nhân lực và đảm bảo độ chính xác ngay từ giai đoạn đầu của dự án.
Built Robotics (Mỹ): Máy xúc tự động cho các công việc đào đất. Công ty này chuyên cung cấp các bộ kit tự động hóa Exosystem cho các loại máy xúc, máy ủi, biến chúng thành các cỗ máy tự hành. Các máy xúc này có thể thực hiện các công việc đào rãnh, san lấp, bốc hàng với độ chính xác cao và có thể hoạt động liên tục, không mệt mỏi. Chúng được điều khiển thông qua một giao diện đơn giản, cho phép người vận hành giám sát từ xa.

Tiềm năng tại Việt Nam

Vậy còn ở Việt Nam, chúng ta đang ở đâu trong cuộc đua này? Dù chưa có nhiều dự án quy mô lớn ứng dụng robot xây dựng, nhưng tiềm năng là vô cùng lớn và đang dần được khai thác.

Các dự án tiên phong tại Việt Nam có thể áp dụng robot in 3D nhà ở, robot giám sát và vận chuyển vật liệu: Với nhu cầu xây dựng nhà ở giá rẻ và tốc độ hóa đô thị, robot in 3D có thể là một giải pháp đột phá, đặc biệt là ở các vùng nông thôn hoặc các khu vực cần nhà ở nhanh chóng. Robot giám sát (drone) và robot vận chuyển vật liệu tự hành sẽ rất hữu ích tại các công trường khu công nghiệp, đô thị mới, nơi có diện tích rộng và nhu cầu vận chuyển lớn, dựa trên xu hướng ứng dụng công nghệ xây dựng mới tại Việt Nam.
Thực trạng ứng dụng công nghệ 4.0, BIM, AI, IoT và drone tại Việt Nam: Việt Nam đang đẩy mạnh chuyển đổi số trong ngành xây dựng. Bộ Xây dựng đã ban hành nhiều chính sách khuyến khích ứng dụng công nghệ 4.0, trong đó có BIM, GIS, AI, IoT và drone. Việc này tạo tiền đề vững chắc cho việc tích hợp sâu hơn các loại robot khác vào quy trình thi công. Drone đã được sử dụng khá phổ biến trong khảo sát địa hình, giám sát tiến độ dự án. Các tập đoàn xây dựng lớn của Việt Nam cũng đang thử nghiệm và tìm hiểu các giải pháp tự động hóa để nâng cao năng lực cạnh tranh.

Kết luận và khuyến nghị

Nhìn chung, robot xây dựng không còn là ý tưởng xa vời mà đã trở thành một phần không thể thiếu trong tương lai của ngành. Dù còn đó những thách thức, nhưng lợi ích mà chúng mang lại là quá lớn để chúng ta có thể phớt lờ.

Tóm tắt vai trò của Robot xây dựng

Robot xây dựng đang định hình lại ngành công nghiệp xây dựng một cách sâu sắc. Chúng không chỉ đơn thuần là công cụ để tăng tốc độ và năng suất, mà còn là yếu tố then chốt để nâng cao chất lượng, độ chính xác, cải thiện an toàn lao động và hướng tới sự bền vững. Trong bối cảnh nguồn nhân lực dần khan hiếm và yêu cầu về hiệu quả ngày càng cao, robot chính là lời giải cho nhiều bài toán khó mà ngành xây dựng đang phải đối mặt. Từ việc đặt gạch, hàn cấu kiện, in 3D nhà cửa, đến khảo sát và giám sát, những cỗ máy thông minh này đang biến đổi cách chúng ta xây dựng thế giới xung quanh mình.

Khuyến nghị cho doanh nghiệp tại Việt Nam

Với vai trò là một chuyên gia trong lĩnh vực chuyển đổi số, tôi có vài lời khuyên chân thành dành cho các doanh nghiệp xây dựng, đặc biệt là tại Việt Nam và Nhật Bản – hai quốc gia có những đặc điểm riêng nhưng cùng chung xu hướng hội nhập công nghệ:

Đầu tư vào nghiên cứu và phát triển, hợp tác với các nhà cung cấp công nghệ: Đừng ngại ngần tìm hiểu và đầu tư vào R&D nội bộ. Đồng thời, chủ động tìm kiếm và hợp tác với các công ty công nghệ chuyên về robot, AI, hoặc các nhà sản xuất thiết bị xây dựng tiên tiến. Học hỏi từ những đối tác có kinh nghiệm là con đường nhanh nhất để tiếp cận và làm chủ công nghệ mới.
Đào tạo và phát triển nguồn nhân lực kỹ năng cao: Đây là yếu tố sống còn. Song song với việc đầu tư máy móc, hãy đầu tư vào con người. Tổ chức các khóa đào tạo nội bộ, gửi nhân viên đi học hỏi, hoặc hợp tác với các trường đại học, viện nghiên cứu để phát triển đội ngũ kỹ sư, kỹ thuật viên có khả năng vận hành, bảo trì và lập trình robot. Sẽ không có chuyện robot thay thế hoàn toàn con người, mà là con người có kỹ năng mới sẽ làm việc cùng robot để tạo ra giá trị cao hơn.
Xây dựng lộ trình chuyển đổi số rõ ràng: Đừng vội vàng áp dụng ồ ạt. Hãy bắt đầu từ những ứng dụng robot đơn giản, có ROI rõ ràng và dễ triển khai, như drone giám sát, robot vận chuyển vật liệu. Sau đó, dần dần nâng cấp lên các hệ thống phức tạp hơn như robot xây tường, in 3D. Một lộ trình chuyển đổi số bài bản, có chiến lược sẽ giúp doanh nghiệp giảm thiểu rủi ro và tối đa hóa hiệu quả.
Cân nhắc ROI dài hạn thay vì chỉ tập trung vào chi phí ban đầu: Robot xây dựng là một khoản đầu tư chiến lược. Hãy nhìn vào lợi ích mà nó mang lại trong 5, 10 năm tới về năng suất, chất lượng, an toàn và khả năng cạnh tranh, thay vì chỉ tập trung vào chi phí mua sắm ban đầu. Một khoản đầu tư thông minh hôm nay sẽ là nền tảng vững chắc cho sự phát triển bền vững của doanh nghiệp bạn trong tương lai.

Robot xây dựng đang mở ra một chương mới đầy hứa hẹn cho ngành xây dựng toàn cầu. Việt Nam và Nhật Bản, với những thế mạnh riêng, hoàn toàn có thể trở thành những quốc gia dẫn đầu trong việc ứng dụng công nghệ này để xây dựng những công trình chất lượng hơn, nhanh hơn và an toàn hơn. Hãy cùng nhau nắm bắt cơ hội này để kiến tạo tương lai!