Trí tuệ nhân tạo trong xây dựng

Vì sao cần sử dụng trí tuệ nhân tạo trong xây dựng ?

Trước đây, nhiều quy trình thiết kế khá chậm chạp trong việc áp dụng công nghệ mới, dẫn đến chậm cả quá trình xây dựng của các công trình. Sử dụng trí tuệ nhân tạo giúp các chủ công trình và nhà thầu có thể nghiên cứu và thu thập các dữ liệu thống kê về môi trường, về vật liệu… qua đó xác định những phương án thiết kế tối ưu, phù hợp cho công trình.

Hệ thống trí tuệ nhân tạo trong xây dựng có thể gợi ý cho các nhà thầu những vật liệu, ngôn ngữ thiết kế cụ thể, nhanh chóng và chi phí cần thiết cho công trình dựa theo những dữ liệu có sẵn, với tốc độ chỉ trong vài giây.

Trí tuệ nhân tạo cho phép các nhà thầu phân tích một lượng dữ liệu khổng lồ trong thời gian nhanh chóng, giúp giảm đáng kể quá trình xây dựng so với trước kia.

Các đặc tính của trí tuệ nhân tạo trong xây dựng

Trong lĩnh vực xây dựng, trí tuệ nhân tạo mang các đặc tính cơ bản sau: 

• Tính sáng tạo
• Tính độc lập, tự chủ hoạt động trong không gian, không cần đến sự can thiệp của con người
• Tính hợp lý, nhanh chóng
• Khả năng tự học tập và không ngừng cải tiến, phát triển thông qua sự tương tác với môi trường
• Khả năng tự thu thập dữ liệu và truyền đạt
• Tính hiệu quả, chính xác
• Khả năng tự động sử dụng các phương án thay thế^.

Trí tuệ nhân tạo được ứng dụng trong xây dựng như thế nào ?

Có lẽ chúng ta đã quá quen thuộc với việc trí tuệ nhân tạo được ứng dụng trong các ngành công nghiệp như: an ninh mạng, y học và sản xuất. Trong xây dựng, trí tuệ nhân tạo cũng được ứng dụng một cách triệt để. Dưới đây là một số ví dụ điển hình của việc ứng dụng trí tuệ nhân tạo trong xây dựng.

Dùng trí tuệ nhân tạo giám sát công trường xây dựng

Tại các công trường xây dựng thường có rất nhiều công việc diễn ra cùng một lúc trong nhiều bộ phận làm việc khác nhau. Khi những dự án, công trình ngày càng lớn, lỗi thi công và những sự chậm trễ sẽ càng lúc càng gây tốn kém hơn với các nhà thầu.

Việc quản lý yếu kém tại công trường khiến ngành xây dựng thiệt hại hàng nghìn tỷ đô mỗi năm. Tuy nhiên, đa số ở các công trình thường chỉ có khoảng 5 người có trách nhiệm giám sát việc xây dựng một tòa nhà lớn.

Những công trường xây dựng ở châu Âu đã sử dụng hệ thống nhận diện hình ảnh do tập đoàn Buildots sản xuất nhằm tự động phát hiện sự chậm trễ hoặc các lỗi trong thi công.

Hệ thống này có thể nhận diện hình ảnh, giám sát hầu hết mọi chi tiết của một dự án, một công trình xây dựng, qua đó tự động cảnh báo những dấu hiệu chậm trễ hoặc các lỗi thi công. Hệ thống này được sử dụng bởi 2 trong số những công ty xây dựng lớn nhất nhì ở châu Âu.

Khi những giám sát viên giám sát công trình, chiếc camera gắn trên mũ của họ sẽ ghi lại toàn bộ dự án đó, sau đó video sẽ được tải lên phần mềm nhận diện hình ảnh.

Phần mềm này sẽ so sánh từng trạng thái của hàng nghìn đối tượng cũng như những hạng mục thi công tại công trường như ổ cắm điện, nội thất phòng tắm với bản vẽ kỹ thuật của tòa nhà.

Hệ thống này còn sử dụng video quay được để xác định vị trí của camera đang quay trong dự án, qua đó xác định vị trí một cách chính xác của từng đối tượng trong mỗi khung hình.

Trí tuệ nhân tạo giúp hỗ trợ tùy chỉnh mặt bằng không gian

Tại văn phòng Kiến ​​trúc Wallgren Arkitekter và công ty Xây dựng Thụy Điển BOX Bygg đã tạo ra một công cụ thiết kế tham số mang tên là Finch, công cụ này có thể tạo ra những mặt bằng phù hợp khi bạn tùy chỉnh kích cỡ và khi không gian có những sự hạn chế.

Công cụ này giúp các kiến trúc sư hiểu được những hạn chế cũng như tiềm năng của không gian ở giai đoạn đầu của quá trình thiết kế. Finch được ra mắt vào giữa năm 2020 với dạng plug-in cho công cụ lập trình trực quan Grasshopper của phần mềm đồ họa máy tính 3D Rhino.

Công cụ thiết kế tham số này dùng các dữ liệu về kích thước của tòa nhà, các tiêu chuẩn thiết kế cũng như quy hoạch của địa phương để tạo ra một mặt bằng tối ưu.

Trí tuệ nhân tạo giúp tăng tính tự động hóa quy trình thiết kế nhà

Một nhà sáng chế tên Higharc đã đặt ra vấn đề “Liệu những ngôi nhà có cần thuê kiến trúc sư thiết kế nữa hay không?”. Các công ty kiến trúc thường đặt mục tiêu khi làm cho bất cứ ai cũng có thể thiết kế những ngôi nhà phù hợp với từng nhu cầu cá nhân bằng phương pháp tự động hóa quy trình thiết kế nhà cũng như tùy chỉnh trực tuyến chỉ bằng những cú nhấp chuột.

Qua đó, các công ty kiến trúc lấy dữ liệu GIS để giúp người dùng có thể chọn các lô đất từ ứng dụng Google Maps. Phần mềm này sử dụng các nguồn dữ liệu công khai với một chương trình có tên là Mapbox nhầm thu thập dữ liệu về địa hình, đồng thời nó sử dụng dữ liệu mã xây dựng từ Hội đồng Mã quốc tế.

Từ đó, người dùng có thể kiểm tra xem ngôi nhà mới của mình có hợp với lô đất đã chọn hay không? Ngoài ra còn có thể tùy chọn số phòng ngủ cũng như kích thước phòng hoặc cách bày trí phòng.

Ứng dụng này cũng cho phép người dùng chỉ cần dùng chuột kéo và thả các phòng từ menu để có được căn phòng mong muốn. Ngoài ra, thuật toán của nó còn có thể tính giá vật tư, nhân công tại nơi sẽ xây dựng. 

Trí tuệ nhân tạo có thể học các phong cách thiết kế khác nhau

Tại đại học Harvard, có một dự án sử dụng trí tuệ nhân tạo trong xây dựng để biết được tương lai của ngành xây dựng, các máy móc có thể thông qua trí tuệ nhân tạo học và thiết kế theo nhiều phong cách khác nhau. Họ xây dựng toàn bộ phương pháp luận này bằng cách sử dụng dự án Mạng thần kinh.

Trọng tâm của dự án là Mạng thần kinh được làm từ hai mô hình chính, Generator và Discriminator (đề xuất và phản biện liên tục để cho ra kết quả tốt nhất).

Mạng thần kinh tận dụng vòng lặp của phản hồi giữa cả hai mô hình để điều chỉnh khả năng tạo ra những hình ảnh có liên quan đến các phong cách thiết kế đó. Quá trình này thường xuyên thu thập dữ liệu, kiểm chứng và phản biện để có thể cung cấp đầu ra chất lượng nhất.

 Dự án nhằm hỗ trợ kiến trúc sư trong việc tạo ra bố cục mặt bằng và đồ nội thất trong không gian được mạch lạc, và cuối cùng là tập hợp lại tất cả các căn hộ và chọn ra cái tối ưu.

Kết luận

Tại Việt Nam, để phát triển trí tuệ nhân tạo trong xây dựng, các doanh nghiệp cần chủ động nghiên cứu, ứng dụng trí tuệ nhân tạo. Tự tạo điều kiện để các dự án khởi nghiệp có môi trường phát triển và sáng tạo tốt nhất.