IA na construção – estamos muito longe?

Criativo e matemática

O nosso convidado de hoje, Michael Kraus , é um especialista em IA na construção. Ele também realiza pesquisas na Universidade Técnica de Zurique e também trabalha como engenheiro de estruturas. Desde pequeno que acompanhava os pais nos canteiros de obras e a empresa de carpintaria familiar foi o seu guia na direção da engenharia civil.

O que mais o fascina na profissão de engenheiro civil é a criatividade necessária para realizar os mais diversos projetos. Soluções detalhadas, tais como redução de CO₂, requerem pensamento criativo. Já tinha uma queda pela matemática e por disciplinas numéricas durante os estudos. Por isso, a decisão de se especializar em IA foi fácil.

Usos da IA

Perguntamos a Michael o que devemos saber sobre IA em geral. Ele explica - nos que a ideia de inteligência artificial remonta ao início dos anos 40. A automação e o entendimento dos processos de tomada de decisão humanos através da tecnologia já era um problema na época. A coisa toda só pegou cerca de 15 anos atrás, porque antes disso' nem tínhamos a capacidade computacional necessária para algo assim.

Atualmente, a IA é utilizada em muitas áreas. Estes incluem assistentes de voz, auxiliares de estacionamento ou filtros de spam. Tudo isso baseado em inteligência artificial.

Uma subforma da IA é a "aprendizagem de máquina" - muitos já devem ter ouvido falar nisso. Uma inteligência artificial procura um padrão em conjuntos de dados já existentes e desenvolve soluções para esse padrão, gerando assim conhecimento a partir da experiência, por assim dizer.

01 O aprendizado profundo requer grandes quantidades de dados

Muitas pessoas provavelmente também estão familiarizadas com o "aprendizado profundo" como uma forma especial de aprendizado de máquina. As redes neurais artificiais em várias camadas são consideradas uma analogia técnica ao nosso cérebro, que é capaz de processar grandes quantidades de dados.

Nível de desenvolvimento da IA na construção

Graças à expansão do nosso poder computacional nos últimos anos, a IA já pode ser usada na construção. Um exemplo disso é o processamento de vídeo e imagem. Por exemplo, as avaliações de danos e os relatórios de danos já são realizados com a ajuda da inteligência artificial. Além disso, a IA é compatível com a tecnologia de levantamento topográfico baseada em gravações de drones, por exemplo, ou permite inspeções digitais de construções com análises automáticas. No entanto, todos os sinais apontam para a pesquisa, já que por vezes falta o software necessário.

A inteligência artificial também pode nos apoiar na área do dimensionamento estrutural. Com o dimensionamento generativo , o software é capaz de desenvolver de forma independente um modelo com alternativas detalhadas a partir de um objetivo (por exemplo, construção de ponte) e parâmetros desejados (por exemplo, desempenho, material, carga). No entanto, nenhum produto pronto para o mercado emergiu da pesquisa aqui.

Já podemos ver: Muito é possível teoricamente, mas para que os projetos da nossa pesquisa sejam utilizados na prática, provavelmente levará mais alguns anos. Atualmente, as expectativas da sociedade em relação à IA são muito altas, inclusive graças aos livros, filmes e videogames. Na indústria da construção em particular, não estamos nem de longe tão avançados como gostaríamos. Mas por que isso?

02 Muitas das ideias atuais sobre IA são bastante exageradas

Barreiras e limites da IA na construção

Vamos'dar uma olhada na análise de vídeo e imagem. Há muito tempo que o algoritmo do Google é capaz de distinguir imagens de cães de gatos sem erros. Porque é que é tão difícil classificar "dano" e "sem dano" na indústria da construção?

O maior problema na construção, combinado com a visão geralmente muito conservadora das inovações, é que simplesmente temos muito poucos dados para uma inteligência artificial trabalhar. Por isso, existe uma falta de material de apoio ao processo de aprendizagem profunda das máquinas.

Quase não temos imagens com a palavra "dano" ou "sem dano" ao lado. Então, como é que uma IA deve aprender a diferenciar entre os dois? Criar um conjunto de dados tão seguro para os dois casos de decisão custa muito tempo e dinheiro.

Também faltam opções para implementar a pesquisa em design generativo. Muitos fabricantes de produtos de software não disponibilizam interfaces programáveis. Os programas de análise estrutural da Dlubal são uma das poucas exceções.

• “ Enquanto esta comunicação entre os programas de software não for possível, a IA não prevalecerá em nenhum lugar. "

Afinal, é dificilmente razoável que os engenheiros de estruturas se familiarizem com diferentes programas de cálculo estrutural, apenas para se depararem com dimensionamentos diferentes e, no final, terem de os comparar novamente manualmente.

03 A IA coloca grandes desafios na construção

Claro, também falaremos do BIM como apoio digital na construção. Aqui , Michael destaca que a vontade geral na indústria da construção de implementar realmente a digitalização é o maior obstáculo. Sem interfaces e um certo grau de transparência, uma cadeia de planeamento e produção com um fluxo de informação alargado simplesmente não é possível através de meios digitais.

• “ Do meu ponto de vista, a tecnologia BIM é a chave para a IA. "

Frequentemente, existe simplesmente falta de vontade para se envolverem em novos processos - muito menos entre os estudantes do que entre os professores, gabinetes de engenharia ou fabricantes de software. Michael diz-nos que aprofundar a digitalização sempre custará tempo e dinheiro. Mas é necessário. Muitas vezes não faltam soluções de software, mas sim de hardware na implementação do BIM. Nem todos os estudantes podem utilizar sem restrições todos os programas de software no seu computador particular.

IA do futuro em construção

Com certeza concordamos em uma coisa: Os estudantes' de hoje precisam de ser sensibilizados e formados para tópicos como digitalização e IA. Porque não importa o quanto a indústria da construção na Alemanha se defenda das inovações - em algum momento, as empresas virão do exterior e nos esmagarão.

No futuro, a IA tornar-se-á cada vez mais importante na indústria da construção, especialmente na tomada de decisões precoce e nas questões de dimensionamento. Se pretende construir uma casa como engenheiro de estruturas, já não tem de olhar para dez casas diferentes e esperar meia hora de cada vez. A IA calcula as alternativas com um elevado nível de detalhe e precisão em muito pouco tempo. Isso facilita muito o trabalho dos engenheiros de estruturas.

• "' ' Poderei depois mostrar um cliente diretamente: Se tem uma janela embutida aqui, a estática altera aqui. ' ' "

Esta imagem clássica de uma IA que finalmente mergulhará a humanidade está profundamente ancorada na mente das pessoas'. Mas é preciso ter medo da inteligência artificial? Realisticamente: Não. O objetivo da pesquisa de IA na engenharia civil não é substituir os engenheiros de estruturas , mas sim apoiá -los.

04 A sustentabilidade é uma questão importante

Desta forma, podem ser tomadas decisões nas fases iniciais do planeamento, o que seria responsável por mais custos e tempo despendidos numa fase posterior. Claro que a sustentabilidade também é uma questão que não podemos esquecer. Graças ao apoio da IA , poderemos construir com muito mais eficiência e previsibilidade no futuro.

A inteligência artificial deve nos aliviar de um trabalho para o qual' realmente não temos tempo ou que é altamente repetitivo. Para podermos concentrar-nos noutras tarefas. Como é quase certo que enfrentaremos falta de trabalhadores qualificados na indústria da construção, teremos de confiar na IA. O mais importante neste momento é criar e aprofundar a consciência sobre todo este tema. Michael considera um dever, acima de tudo, que a política dê o primeiro passo como pioneira em termos de sustentabilidade e digitalização.

Michael, qual é o seu edifício favorito?

Quando lhe fizemos a última pergunta sobre o seu edifício favorito,'não teve de pensar duas vezes. Para ele, uma das estruturas mais impressionantes é sem dúvida a ponte Golden Gate em São Francisco. Como exemplo do mais alto nível de engenharia, ele está profundamente fascinado pela ponte, com o seu vão e a sua elasticidade.

05 Ponte Golden Gate em São Francisco

Podemos entender perfeitamente essa decisão. Obrigado pela sua visita! Gostaria de ouvir o episódio completo? Então pode encontrar o nosso aqui Comece a ouvir! . Divirtam-se a ouvir!