Роботи-дизайнери: як штучний інтелект змінює будівництво.

З чого все почалося?

Штучний інтелект у будівництві почав використовуватися відносно нещодавно, починаючи з початку 2010-х років. Спочатку технології зосереджувалися на вирішенні вузьких задач, таких як розрахунок конструкцій, аналіз будівельних даних та автоматизація проектної документації. З часом алгоритми почали інтегруватися на всіх етапах будівництва.

Перші експерименти з ШІ в проектуванні були пов'язані з оптимізацією архітектурних рішень. Наприклад, використання генетичних алгоритмів дозволило знаходити кращі варіанти конструкцій з точки зору міцності та мінімізації витрат. Візуальне розпізнавання та аналіз даних почали застосовуватися для контролю якості на будівельних майданчиках.

А що зараз?

Сьогодні можливості штучного інтелекту значно розширилися. Він здатний не лише проектувати будівлі, але й прогнозувати потреби в обслуговуванні, виявляти можливі помилки та навіть підказувати оптимальні шляхи реалізації проектів.

За словами Петра Маніна, сучасні системи ШІ успішно вирішують безліч задач. Серед них — моделювання та оптимізація проектів: штучний інтелект допомагає оцінювати життєздатність архітектурних задумів на ранніх стадіях та враховує безліч параметрів, включаючи тип ґрунту, кліматичні умови, вартість матеріалів і майбутнє навантаження на будівлю.

Ще одна задача — контроль якості будівництва: системи візуального розпізнавання аналізують фото- та відеодані з камер на будівельних майданчиках і порівнюють реальні будівельні процеси з цифровими моделями, оперативно виявляючи відхилення від проектних норм.

Експлуатація об'єктів: ШІ використовується для моніторингу будівель, отримані дані використовуються для прогнозування необхідності ремонту або обслуговування. І, нарешті, управління будівельними процесами: ШІ оптимізує логістику доставки матеріалів, знижує ризик помилок при плануванні та дозволяє більш точно розраховувати терміни виконання робіт.

Роботизоване проектування

Особливе місце на сучасному етапі розвитку будівельної галузі займає роботизоване проектування. За словами експерта, цей напрямок дозволяє автоматизувати значну частину проектних процесів, зберігаючи при цьому гнучкість і варіативність.

«Ми переходимо до того, що людина задаватиме машині параметри. За цими параметрами машина генеруватиме варіанти проектів. Причому ці варіанти будуть ділитися дуже швидко і дуже варіативно, і в підсумку ми отримаємо повністю готовий проект на рівні моделі, на рівні креслень», — розповів Петро Манін.

Важливим досягненням стало те, що деякі проекти, виконані роботами, вже проходять сертифікацію нарівні з роботами, створеними людиною. За словами директора з розвитку бізнесу НТЦ «Платформа», експерти не змогли відрізнити креслення, виконані машиною, від тих, які розробили професійні архітектори.

«Розглянемо на конкретному прикладі. На стадії компоновки будівлі робот пропонує велику кількість планувань, в тому числі зі зсувами, з різними осями, з різними коефіцієнтами ефективності корисної площі. Ми вибираємо та йдемо далі», — пояснив спікер.

За його словами, платформи з використанням ШІ здатні генерувати детальні моделі будівель за лічені хвилини. Наприклад, одна з представлених технологій дозволяє повністю створити проектну документацію для простих об'єктів (таких, як житлові башти) менш ніж за 10 хвилин. При цьому важливо, що системи проектують одразу кілька рішень для одного об'єкта, враховуючи параметри економічної ефективності, ергономіки та архітектурної естетики. А з них спеціаліст вже може вибрати.

«Отримуємо результат, йдемо в зворотному напрямку, доходимо до етапу завдання, змінюємо параметри на більш оптимальні і йдемо далі вперед», — додав Манін.

Він уточнив, що роботи не лише створюють базові архітектурні плани, але й інтегрують у них меблі, інженерні мережі та фасадні рішення.

Перспективи

Як зазначив директор з розвитку бізнесу НТЦ «Платформа», у найближчі чотири роки технології роботизованого проектування будуть активно використовуватися для створення проектів стандартних об'єктів: наприклад, багатоквартирних будинків та офісних будівель. Повністю автоматизоване проектування цих об'єктів дозволить скоротити терміни розробки в 2–3 рази.

«До 2030 року ми очікуємо, що всі проекти типового житла виконуватимуть машини. Вони більше не будуть відволікати людей від творчості, під яким розуміються всі унікальні, складні об'єкти, особливо ті, які робляться в межах міста — Москви, Санкт-Петербурга. Архітектори продовжать творити. Те ж стосується і інженерів. Вони продовжать займатися складними, промисловими об'єктами», — спрогнозував спікер.

При цьому він підкреслив, що людина повинна перевіряти роботу ШІ і правильно давати завдання. Такі нові задачі вимагатимуть перегляду підходів до управління та організації роботи. Важливим питанням стане перепідготовка кадрів, адаптація спеціалістів до нових інструментів і технологій.

Вже в найближчий час роботизоване проектування дозволить знизити витрати на будівництво, збільшити швидкість виконання робіт та мінімізувати ризик помилок. Проте разом з цим виникнуть нові виклики: необхідність стандартизації технологій, робота з великим обсягом даних і пошук балансу між автоматизацією та збереженням робочих місць.

За межами планети

Розвиток технологій у сфері будівництва зайшов настільки далеко, що фахівці Московського авіаційного інституту задумалися про створення місячного 3D-принтера. На відміну від земного, він працюватиме за рахунок сонячної енергії. У концентратор цієї енергії буде встановлено спеціальне дзеркало параболічної форми діаметром 2,5 метра. Воно зможе фокусувати сонячний промінь, який і буде спікати місячний ґрунт. Після цього почнеться послідовне виготовлення блоків для житлових модулів. У разі успіху досліджень блоки для створення довгострокових обитаємих місячних станцій можна буде надрукувати безпосередньо з реголіту на Місяці, а везти важкі будівельні матеріали з Землі вже не знадобиться.

На поточному етапі в МАІ завершується математичне моделювання роботи місячного концентратора. В кінці 2023 — на