Od zahájení projektu po dokončení stavby je soukromý i veřejný sektor zatížen množstvím kroků, které alokují značné kapacity na monotónní a často i zbytečnou práci. Tyto zdroje mohou být využity lépe a přinést kvalitnější a rychlejší výsledky, a tím zvýšit konkurenceschopnost jednotlivých projektů i celého sektoru.

BIM (Building Information Modeling) je revolucí v oblasti stavebnictví a přináší nové potřebné koncepty odpovídající současnosti. Revize a zkvalitnění procesů, přehledná komunikace napříč týmy, trans­pa­rent­ní komunikace s investory a v neposlední řadě zjednodušení tvorby a kontroly projektové dokumentace. Takový stav ale není samozřejmostí a k jeho dosažení je nutná počáteční investice. Jde o změnu celého konceptu, tudíž nestačí pouze změnit nástroje, ale i přístup k nim. Půdorys už není jen výkres na papíře, ale zároveň databáze informací, které lze analyzovat během milisekund.

Implementace takových nástrojů představuje výzvu. Umění stavařů a architektů nespočívá v datové analýze. Výsledné nástroje tak musí být výsledkem interdisciplinární spolupráce a svojí uživatelskou přívětivostí mířit právě na koncové uživatele.

Témata uvedená v následujícím textu se nacházejí v různých fázích rozpracovanosti, od technologií, které jsou již dnes využívány, až po vize budoucnosti. Při úspěšné realizaci má každé z těchto témat potenciál přinést do stavebnictví nové příležitosti:

LLM (Large Language Model)

Velké jazykové modely, především modely GPT od společnosti Open­AI, stojí za popularizací tématu umělé inteligence mezi širokou ve­řej­nos­tí. Exponenciální rozvoj a stále kvalitnější výstupy přesvědčily mnohé developerské společnosti k implementaci této technologie.

Vzhledem k tomu, že jde o jazykový model, potenciál má v oblasti komunikace. Ta je v procesech BIM zásadní a při použití CDE (Společného datového prostředí) může přispět k třídění, zjednodušení a identifikaci jednotlivých diskusních vláken.

Častým využitím je zakomponování funkce chatbota, který usnadní pochopení systému a jeho používání. Ať už na úrovni nápovědy v daném programu, nebo komunikace helpdesku s uživatelem.

Kvalitnější výstupy v oblasti generování strojového kódu vedou ke zpřístupnění automatizace jednotlivých kroků v projekční fázi stále většímu počtu lidí. Bude revidován způsob, jakým budou jednotlivci schopni pracovat s API jednotlivých aplikací. Přinese to snazší tvor­bu skriptů pro každodenní využití za pomoci vizuálních skriptovacích prostředí současných, či nových. Dá se očekávat častější využití příkazové řádky pro generování kódu při spolupráci s API.

Machine learning

Machine learning, v překladu strojové učení, má uplatnění v oblastech, kde jsou dostupné velké objemy dat, na základě kterých může být natrénován výsledný model. Jde především o finanční, zdravotní, energetický, logistický nebo dopravní sektor. Kromě interdisciplinárních průniků s těmito obory lze je využít i v samotném stavebnictví.

Na základě velkého množství dat, které je zpracováváno v rámci GIS v mapových podkladech, lze vytrénovat modely pro optimalizaci výběru stavebních parcel a výsledného záměru. Obdobně tomu může být v případě realit a predikce parametrů při nákupu a prodeji nemovitostí.

Jiným příkladem je ochrana zdraví pracovníků na staveništi v podobě rozpoznávání objektů pomocí kamerového systému. Rozpoznávání objektů má potenciál i při kontrole stavby vzhledem k projektové dokumentaci a detekci prostavěnosti. To může představovat další pokrok v rámci digitalizace stavebního deníku.

Sběr dat nemusí probíhat pouze pomocí statických kamer, ale také pomocí pohybujících se laser scannerů. To může být využito i s využitím dronů pro zaměření provedeného výkopu a výpočtu potřebné techniky pro odvoz zeminy. Zpětná analýza může být využita u velkého množství kontrol, jako je kontrola prostavěnosti, odchylky od projektové dokumentace, detekce chyb na stavbě.

Evoluční algoritmy

Evoluční algoritmy jsou prozatím málo probádanou oblastí, která v sobě ovšem ukrývá velký potenciál a může přinést další průlom v oblasti AI. V současnosti lze generovat architekturu a výslednou dokumentaci za použití klasických algoritmů, nebo i machine learning modelů. Velké vývojářské společnosti už se takový generativní design snaží včlenit do svých nástrojů. V současné podobě jsou takové nástroje schopny vygenerovat stovky návrhů a například je nacenit pomocí ceny za m³ a ulehčit a zrychlit rozhodovací proces investora.

Závislost na machine learning modelech však stále znamená generování nových návrhů na základě návrhů předchozích a absenci kreativity. Evoluční algoritmy mohou být spojovacím článkem mezi tím, jak jsou informace zpracovány naším mozkem, a generovat tak i kvalitnější výstupy.

Využití v AI v systémech správy budov

Umělá inteligence najde také široké využití i v oblasti CAFM (Computer Aided Facility Management). Jak již bylo zmíněno, modely strojového učení mohou analyzovat velké objemy dat. Tato data lze sbírat a zapisovat manuálně, v lepším případě však pomocí senzorů, kamer, či pohyblivých laser scannerů. Díky tomu mohou CAFM systémy předvídat pravděpodobné poruchy a naplánovat údržbu tak, aby se předešlo výpadkům a minimalizovaly se náklady. Modely strojového učení mohou také optimalizovat energetickou spotřebu budov tím, že analyzují vzorce spotřeby energie a doporučí opatření k jejímu snížení. Chatboty pak mohou usnadnit komunikaci mezi správci budov a uživateli, poskytovat rychlé odpovědi na běžné dotazy a zefektivnit řešení problémů.

Modely pro generování obrázků

Text-to-image model je dalším, který získal velkou pozornost. Podobné unikátní výstupy lze nyní vidět i při generování videa, u kterého je prozatím složité udržet konzistenci v rámci stovek snímků, ale zlepšení je vidět každým měsícem. Kromě počáteční inspirace může sloužit k prezentaci výsledného návrhu klientovi. A to nejen pomocí vygenerování stovek variant a jejich třídění. Může vypočítat výslednou vizualizaci ve zlomku času, na který jsme zvyklí u klasického renderování procesorem.

Simulace geometrie

Velké pokroky jsou také při výpočtu složitých simulací, jako jsou například simulace tekutin a plynů. Nasazení takové technologie si můžeme představit od malého měřítka v podobě strojírenství a výpočtu kapalin v cisterně, až po velká měřítka v podobě výpočtů efektivity větrných či vodních elektráren. Dále například simulace pro proudění vzduchu a zatížení větrem.

Automatizace

Výčet uvádí pouze zlomek možných inovací s využitím umělé inte­li­gen­ce, jak ji známe dnes. Důležité je zmínit, že přestože umělá inte­li­ge­nce skrývá velký potenciál, nesmíme zapomenout na auto­ma­ti­za­ci za pomoci běžných algoritmů. Stavebnictví je oblast, kde je velký prostor k automatizaci, ať už při tvorbě projektové doku­men­ta­ce, komunikaci, nebo kontrole stavby. Umělá inteligence je pak nástavbou, která může běžnou algoritmizaci posunout o úroveň dál.

Ústřední roli stále hraje člověk

Umělá inteligence ve stavebnictví představuje nejen technologický pokrok, ale i zásadní změnu v přístupu k projektování a realizaci staveb. Aby byl tento potenciál plně využit, je nezbytné zajistit správnou implementaci zmíněných technologií a důkladné proškolení všech zúčastněných. Klíčovou roli zde stále hraje člověk – jeho schopnost přizpůsobit se novým technologiím a využít je k dosažení efektivnějších, rychlejších a kvalitnějších výsledků. Právě tato kombinace inovativních technologií a lidského faktoru může přinést revoluci ve stavebnictví a posunout celý obor na novou úroveň.

BIM a projektování

Pro všechny, kteří chtějí postupovat podle aktuální BIM metodiky, mít správné a kvalitní nástroje pro tvorbu dokumentace i odbornou a certifikovanou podporu, je společnost Unicorn tou správnou volbou, na koho se obrátit. Pomůžeme s nastavením a zahájením tvorby dokumentace ve firmě, poradíme postupy odzkoušené v zahraničí a pomůžeme zkoordinovat váš první BIM projekt s dostatečným detailem pro investora i pro zhotovitele. Společnost Unicorn rozumí BIM a má všechny potřebné nástroje. V České republice je jediným platinovým partnerem společnosti Bentley Systems, přední světové společnosti zabývající se poskytováním komplexních softwarových řešení architektům, inženýrům, geodetům, konstruktérům a vlastníkům či provozovatelům infrastruktury. Produkty Bentley integruje jak do rozsáhlých softwarových řešení, tak je poskytuje jednotlivým zákazníkům formou licencí a služby Bentley SELECT (CONNECT EDITION). Je také aktivním kolektivním členem Odborné rady pro BIM. V současnosti spolupracuje se SUDOP Praha, a. s., na budování BIM akademie, která je první svého druhu ve střední Evropě.

A jak vidí můj avatar budoucnost ve stavebnictví?

Poprosil jsem o jeho vizualizaci součinnosti člověka, umělé in­te­li­gen­ce a strojů blízké budoucnosti a představuje si to asi takto (za případné drobné nepřesnosti v interpretaci myšlenek se omlouvám, vznikly během přenosu mezi mnou a mým virtuálním dvojčetem).

Zdroj vizualizací: https://chatgpt.com/

Jiří Lagner Autor článku je Sales Manager ve společnosti Unicorn. Aktivně pracuje v oblasti projektů DTM/DMVS, je členem Pracovní skupiny pro národní infrastrukturu pro prostorové informace (PS NIPI) Rady vlády pro informační společnost (RVIS).