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建筑机器人 · 具身智能

工地不是给人类身体设计的:All3二代四足机器人Mantis的135公斤答案

10月7日,英国 All3 发布二代 All3 Mantis——一台 135 公斤、纯电驱动的重型四足机器人。它能载着 100 公斤行走,自主爬上 35° 楼梯,在没有人工介入的情况下把结构螺钉打进构件:8 个孔位 8 次全中,工具端精度 0.5 毫米。All3 给出的理由很直白——工地是“前人类环境”,机器就不必照着人来做。

All3 Mantis 二代四足机器人
2026-10-09 智曦知行 · 深度分析

人形机器人的热度还在往上走,但要把一台 135 公斤的机器放进真实的楼里,要算的是另一套账:门有多宽、楼梯有多陡、构件有多重、推一颗螺钉时有多少力会弹回自己身上。10 月 7 日,英国 All3 发布第二代 All3 Mantis,把这些约束逐条写进了规格里——它不是从某个现成机器人改出来的,而是按工地的尺寸和要求设计出来的。

135 kg本体质量(不含机械臂)
100 kg行走时可承载的载荷
35°自主爬楼梯的最大坡度
0.5 mm拧螺钉时工具端精度(8/8 全中)

一台“照着工地量出来”的机器

Mantis 的机身宽度由标准门洞(900 毫米)决定,质量由“要背着 100 公斤上楼梯”决定。All3 移动机器人负责人 Napo Montano 的说法是,每往结构里推一牛顿,就有同样一牛顿弹回机器人身上——轻的机器人靠身体去平衡这个反作用力,Mantis 用自重把它吸收掉。这句话解释了一个反常识的选择:它不是“不得不”做到 135 公斤,而是先算过工作需要多少,才做到那个数。

四条腿让这份重量压得比较低、也分得开。旋转髋关节给了它两种站姿:宽站姿干活,窄站姿穿过 900 毫米门洞。它还能坐施工电梯、上欧标托盘运输,被当成建材一样运到现场。

这套思路和负责人 Napo Montano 的履历有关。他做过二十多年机器人,从欧洲的火星车 ExoMars 项目到外科手术机器人,都是“失败代价很高”的场景。他的判断是:火星是未知的,但落地之后地形变化不大;工地不一样——材料陆续进场、班组来回走动、楼板墙体和楼梯逐层出现,环境每小时都在变,而机器人每完成一次作业,又会改变它接下来要导航的环境。在这种地方,机器的形状该由环境来定,而不是先定一个身体、再去找它能干的活。

All3 Mantis 现场作业与工程团队
All3 发布的 Mantis 与工程团队资料图。All3 把机器人的尺寸、质量、站姿都按工地现场的实际约束来定。图片来源:All3 官方发布素材。

规格清单

项目数值
本体质量135 公斤(不含臂);带臂约 180 公斤
载荷设计载重 100 公斤(行走过程中)
运动形式四足、13 关节、电驱动、两种站姿
窄站姿宽度750 毫米(可通过标准 900 毫米门洞)
机械臂六轴,臂展约 1.8 米
工具螺钉工具、真空吸盘、弹匣式螺钉工具,单一接口互换
拧螺钉推力约 900 牛顿(80–120 毫米螺钉)
爬楼梯自主爬升至 35°,仅用自身传感器
供电两块热插拔电池;站立 210W、行走 400W
作业目录已定义 68 项施工操作,持续扩充

哪里用 AI,哪里不用

Mantis 的控制是“物理优先”的。All3 的做法是把学习和电机之间划一条硬边界:最底层是一个每秒跑 1000 次的确定性控制环,负责稳定、限力,以及在它上面任何一层失效时的兜底动作。学习模型只用在确实能带来提升的地方——行走、规划、感知。至于紧固,All3 说目前用经典控制器反而能拿到工具端需要的精度。

这条边界被真实地检验过一次:Mantis 在楼梯顶端失去电池供电,靠“边界以下”的行为把自己稳稳放到地面。All3 强调,这一层是学习模型够不到的——换句话说,越靠近安全和力的地方,越不能交给不可解释的模型。它还按早于欧盟机械法规(2027 年 1 月 20 日起适用)的安全标准来设计,安全评估正在进行。

电驱动重新回到 100–150 公斤级

这个量级的四足机器人,过去基本靠液压或内燃机:波士顿动力的 BigDog 和 LS3(均已退役),以及意大利技术研究院的液压 HyQReal。All3 称,Mantis 是第一个以电驱动回到 100–150 公斤级的四足机器人;它带着 45 公斤的机械臂爬上 35° 楼梯,按公开可查资料,是同级里最重的电驱动四足。

这个“最重”本身不是目的。它想说明的是:一个具备施工所需自重的机器人,仍然可以在楼里自主移动——而且到了位置,能干活。

All3 Mantis 四足与机械腿细节
All3 Mantis 的腿部与足端细节资料图。四条腿让 135 公斤的自重压得更低、分布得更开,机身与工作高度分离,靠机械臂把工具送到作业面。图片来源:All3 官方发布素材。

技术分析:它到底证明了什么

数据里最有分量的一条是 8/8:在一段真实建筑构件上,Mantis 自主找到并拧入 8 个结构螺钉孔,全部命中,多次重复、无人介入,工具端精度控制在 0.5 毫米以内。这说明它已经能把“行走”和“作业”接起来,而不是只会走路。

更重要的是那条端到端的链路:建筑模型告诉 All3 的 Mission Control 系统该做什么,Mantis 走到位置、完成操作,结果回到系统,成为“实际建成了什么”的数字记录。All3 把这条链路和另外两块拼在一起——RTA(Real Time Architecture)设计平台出模型,Cellular Factory 工厂出构件,现场由 Mantis 装配。紧固只是第一项操作,不是终点:平台已定义 68 项施工操作,从立柱子到铺地暖。All3 宣称这套一体化流程的目标是成本降低约 10%、工期缩短约 50%、隐含碳减少约 25%。

需要打折扣的地方

对 BIM 工程师的启示

三点实用建议

  1. 模型要能“驱动机器人”,不只是能出图。构件可装配性、公差、坐标系与安装顺序,会直接决定机器人能不能按模型执行。这些参数在设计阶段就要进模型,而不是施工前再补。
  2. 数字记录会回写模型。机器人干完活的结果要回到系统,成为已建成状态的记录——这正是竣工模型最需要的东西。谁能让现场作业的数据自动回流,谁就省掉了验收前的一次性补录。
  3. 设计、制造、装配要共用一份数据。RTA 出模型、工厂出构件、现场装配,三者用的是同一个模型。对 BIM 团队来说,这意味着模型不再只是“设计成果”,而是贯穿制造与施工的生产输入。

人形机器人适合已经为人类设计好的空间——住宅、办公室、成熟的工厂。工地恰好相反,它是人类环境出现之前的状态。All3 的判断是:既然工地不是为人的身体设计的,机器就不必长成人的样子;它需要的不是像人,而是够重、够稳,能在没干完的楼里走过去,并且到了位置真能把活干完。

资料来源:All3 官方发布《All3 unveils next generation All3 Mantis》(2026-10-07)与 Napo Montano《Built for the site as it is.》(2026-10-08),均来自 all3.com。配图为 All3 官方发布素材,版权归 All3 所有,本文仅作报道引用。