L'IA nelle costruzioni - Quanto siamo lontani?

Creativo e matematica

Il nostro ospite di oggi, Michael Kraus , è un esperto in materia di IA nelle costruzioni. È anche attivo nella ricerca presso l'Università tecnica di Zurigo e lavora anche come ingegnere strutturista. Fin da piccolo ha accompagnato i suoi genitori nei cantieri e l'azienda di falegnameria a conduzione familiare è stata la sua guida nella direzione dell'ingegneria civile.

Ciò che lo affascina di più del lavoro di ingegnere civile è la creatività necessaria per realizzare un'ampia varietà di progetti. Soluzioni dettagliate come il risparmio di CO₂ richiedono un pensiero creativo. Durante i suoi studi aveva già una predilezione per la matematica e le materie numeriche. Pertanto, la decisione di specializzarsi in IA è stata facile.

Usi dell'IA

Chiediamo a Michael cosa dovremmo sapere sull'IA in generale. Ci spiega che l'idea di intelligenza artificiale risale ai primi anni '40. L'automazione e la comprensione dei processi decisionali umani attraverso la tecnologia erano già un problema all'epoca. L'intera faccenda ha preso piede solo circa 15 anni fa, perché prima non'avevamo nemmeno la potenza di calcolo necessaria per qualcosa del genere.

Al giorno d'oggi, l'IA è utilizzata in molte aree. Questi includono assistenti vocali, ausili per il parcheggio o filtri antispam. Tutto questo si basa sull'intelligenza artificiale.

Una sottoforma di intelligenza artificiale è "apprendimento automatico" - molti probabilmente l'hanno già sentito. Un'intelligenza artificiale cerca un modello in set di dati già esistenti e sviluppa soluzioni per esso, generando così conoscenza dall'esperienza, per così dire.

01 Il deep learning richiede grandi quantità di dati

Probabilmente molte persone hanno anche familiarità con il "deep learning" come una forma speciale di apprendimento automatico. Le reti neurali artificiali in numerosi strati sono considerate un'analogia tecnica con il nostro cervello, che è in grado di elaborare grandi quantità di dati.

Livello di sviluppo dell'IA nelle costruzioni

Grazie all'espansione della nostra potenza di calcolo negli ultimi anni, l'IA può già essere utilizzata nell'edilizia. Un esempio di questo è l'elaborazione di video e immagini. Ad esempio, le valutazioni dei danni e le relazioni sui danni vengono già eseguite con l'aiuto dell'intelligenza artificiale. Inoltre, l'IA supporta la tecnologia di rilevamento basata sulle registrazioni dei droni, ad esempio, o consente le ispezioni digitali delle costruzioni con analisi automatiche. Tuttavia, tutti i segni indicano la ricerca qui, poiché a volte manca il software necessario.

L'intelligenza artificiale può supportarci anche nell'area della progettazione strutturale. Con la progettazione generativa , il software è in grado di sviluppare in modo indipendente un modello con alternative dettagliate da un obiettivo (es. costruzione di ponti) e parametri desiderati (es. prestazioni, materiale, carico). Tuttavia, anche qui non è emerso alcun prodotto pronto per il mercato.

Possiamo già vedere: Molto è teoricamente possibile, ma prima che i progetti della nostra ricerca vengano utilizzati nella pratica, probabilmente ci vorrà ancora qualche anno. Le aspettative della società sull'IA sono attualmente troppo alte, anche grazie a libri, film e videogiochi. Nel settore edile in particolare, non siamo affatto avanzati come vorremmo essere. Ma perché?

02 Molte delle idee odierne sull'IA sono piuttosto esagerate

Barriere e limiti dell'IA nell'edilizia

Diamo'un'occhiata all'analisi di video e immagini. L'algoritmo di Google è stato a lungo in grado di distinguere le immagini di cani da gatti senza errori. Perché è così difficile classificare "danno" e "nessun danno" nel settore edile?

Il problema più grande nella costruzione, combinato con la visione solitamente molto conservativa delle innovazioni, è che abbiamo semplicemente troppo pochi dati per funzionare con un'intelligenza artificiale. Quindi c'è una mancanza di materiale per supportare il processo di deep learning delle macchine.

Non abbiamo quasi nessuna immagine che abbia "danneggiamento" o "nessun danno" accanto a loro. Quindi, come dovrebbe un'IA imparare a distinguere tra i due? La creazione di un set di dati così sicuro per i due casi decisionali costa molto tempo e denaro.

C'è anche una mancanza di opzioni per implementare la ricerca sulla progettazione generativa. Molti produttori di prodotti software non offrono interfacce programmabili. I programmi di analisi strutturale Dlubal sono una delle poche eccezioni.

• “ Finché questa comunicazione tra i programmi software non sarà possibile, l'IA non prevarrà da nessuna parte. "

Dopotutto, non è ragionevole che gli ingegneri strutturisti familiarizzino con diversi programmi di analisi strutturale, solo per trovarsi di fronte a progetti diversi e quindi doverli confrontare nuovamente manualmente alla fine.

03 L'IA pone grandi sfide nella costruzione

Naturalmente, parleremo anche del BIM come supporto digitale nelle costruzioni. Qui Michael sottolinea che la volontà generale nel settore edile di implementare davvero la digitalizzazione è l' ostacolo più grande. Senza interfacce e un certo grado di trasparenza, una catena di pianificazione e produzione con un ampio flusso di informazioni semplicemente non è possibile con i mezzi digitali.

• “ Dal mio punto di vista, la tecnologia BIM è la chiave per l'IA. "

Spesso c'è semplicemente una mancanza di volontà di essere coinvolti in nuovi processi - piuttosto meno tra gli studenti che tra i docenti, gli studi di ingegneria oi produttori di software. Michael ci fa sapere che scavare a fondo nella digitalizzazione costerà sempre tempo e denaro. Ma è necessario. Spesso non mancano software, ma soluzioni hardware nell'implementazione del BIM. Non tutti gli studenti possono utilizzare tutti i programmi software sul proprio computer privato senza restrizioni.

Intelligenza artificiale futura nella costruzione

Siamo certamente d'accordo su una cosa: Gli studenti di oggi' hanno bisogno di essere sensibilizzati e formati su argomenti come la digitalizzazione e l'IA. Perché non importa quanto l'industria edile in Germania si difenda dalle innovazioni, a un certo punto le aziende verranno dall'estero e ci travolgeranno.

In futuro, l' IA diventerà sempre più importante nel settore delle costruzioni, in particolare nei primi problemi decisionali e di progettazione. Se vuoi costruire una casa come ingegnere strutturale, non devi più guardare dieci case diverse e aspettare mezz'ora ogni volta. L'IA calcola le alternative con un alto livello di dettaglio e precisione in un tempo molto breve. Questo rende il lavoro degli ingegneri strutturisti molto più semplice.

• "' ' Posso quindi mostrare un client direttamente: Se hai una finestra integrata qui, cambia la statica qui. ' ' "

Questa classica immagine di un'IA che alla fine fa precipitare l'umanità è profondamente ancorata nella mente delle persone. Ma devi avere paura dell'intelligenza artificiale? Realisticamente: nr. L'obiettivo della ricerca sull'IA nell'ingegneria civile non è quello di sostituire gli ingegneri strutturali , ma di supportarli.

04 La sostenibilità è una questione importante

In questo modo, le decisioni possono essere già prese nelle prime fasi della pianificazione che sarebbero responsabili di maggiori costi e dispendio di tempo in un momento successivo. Naturalmente, anche la sostenibilità è una questione che dobbiamo tenere a mente. Grazie al supporto dell'IA , in futuro saremo in grado di costruire in modo molto più efficiente e prevedibile.

L'intelligenza artificiale dovrebbe sollevarci dal lavoro per cui non'abbiamo davvero tempo o che è altamente ripetitivo. Quindi possiamo concentrarci su altri compiti. Poiché quasi sicuramente dovremo affrontare una carenza di lavoratori qualificati nel settore edile, dovremo fare affidamento sull'IA. La cosa più importante al momento è creare e approfondire la consapevolezza dell'intero argomento. Michael vede come un dovere, soprattutto, per la politica fare il primo passo come pioniere per la sostenibilità e la digitalizzazione.

Michael, qual è il tuo edificio preferito?

Quando abbiamo posto la nostra ultima domanda sul suo edificio preferito, non ha ' dovuto pensarci due volte. Per lui, una delle strutture più impressionanti è senza dubbio il Golden Gate Bridge di San Francisco. Come esempio della più alta abilità ingegneristica, è profondamente affascinato dal ponte con la sua campata e resilienza.

05 Golden Gate Bridge di San Francisco

Possiamo assolutamente capire questa decisione. Grazie per averci visitato! Vuoi ascoltare tu stesso l'episodio? Allora puoi trovare il nostro qui Inizia ad ascoltare! . Divertiti ad ascoltare!