İnşaat Mühendisliğinde Yapay Zeka Teknolojilerinin Kullanımı

Yapay zeka her zaman sektörler arasında sınırsız potansiyele sahip geniş kapsamlı bir teknoloji olmuştur. İnşaat mühendisliğinde yapay zeka, gökdelenler gibi karmaşık yapıların ortaya çıkmasıyla uzun zaman önce merkezi bir aşamaya geldi. Bugün, akıllı algoritmalar, Büyük veri ve derin öğrenme tekniklerinin üretkenlik performansını yeniden tanımlamasıyla inşaat mühendisliğinde yapay zekanın geniş ölçekte benimsenmesine tanık oluyoruz.

Bununla birlikte, yapay zeka inşaat mühendisliğindeki mevcut uygulamalarına değinelim ve makine zekası ile inşaatı güçlendirmenin temellerini gözden geçirelim.

İnşaat Mühendisliğinde Makine Öğrenimi

İnşaat projeleri, ölçekleri ve dahil olan yüklenici sayısı nedeniyle benzersiz bir dizi zorluk oluşturmaktadır. Bu nedenle inşaat mühendisliği şirketleri yolların, köprülerin ve diğer altyapı projelerinin inşası ve tasarımına yardımcı olmak için makine öğrenimi ve veri bilimi danışmanlığına yöneliyor. Tarihsel olarak, bazı makine öğrenimi algoritmaları bu alanda diğerlerinden daha popülerdi.

Evrimsel Hesaplama (EC)

Evrimsel modelleme veya hesaplama, evrimsel biyoloji (yani Darwinci) ve popülasyon genetiği ilke ve kavramlarına dayanan bir yapay zeka kategorisidir. Yinelemeli bir süreç sayesinde, karmaşık optimizasyon problemlerinin üstesinden gelmek için etkili bir yol sunar. Bu makine öğrenimi tekniği, tasarım üretimini otomatikleştirmek için tasarım mühendisliğinde yaygın olarak uygulanmaktadır. İnşaatta kullanılan tipik evrimsel modeller arasında Genetik Algoritmalar, Yapay Bağışıklık Sistemleri ve Genetik Programlama yer alır.

Yapay Sinir Ağları (YSA’lar)

YSA’lar, inşaat da dahil olmak üzere birçok alanda mükemmel performans sergiler. Yapay sinir ağları beyinden sonra modellenir ve kalıpları tanımak için eğitilebilir. Bu da onları karar verme, örüntü tanıma, tahmin, veri analizi gibi görevler için kullanışlı hale getirir. İnşaat mühendisliği tüm bu görevleri içerir. Bu nedenle, YSA’lar yapı malzemeleri, kusur tespiti, geoteknik mühendisliği ve inşaat yönetimi çalışmalarında yaygın olarak kullanılmaktadır.

Uzman Sistem

Uzman sistemler de inşaat mühendisliği problemleri için en popüler makine öğrenimi tekniklerinden biridir. Bu nedenle algoritma, bir bilgi sistemi oluşturmak için insan profesyonel uzmanların mevcut bilgi külliyatına dayanmaktadır. Bu teknik, inşaat mühendisliği, yeraltı ve jeoteknik mühendisliği ile jeolojik keşif alanlarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Böylece, bu algoritmalar belirli bir binanın veya bina grubunun enerji tüketimini analiz edebilir ve enerji kaynakları için öneriler sunabilir.

Yapay Zekanın En İyi Mühendislik Uygulamaları

Yapay zekanın inşaat mühendisliğindeki potansiyel uygulamaları çok geniş ve çeşitlidir. Süreçleri optimize etmek ve ürün tasarımını iyileştirmekten, görevleri otomatikleştirmeye ve israfı azaltmaya kadar, yapay zeka sektörde önemli bir etki yaratma potansiyeline sahiptir. İşte yapay zekanın mühendislik alanındaki en umut verici uygulamaları.

Akıllı İnşaat Tasarımı

Bir binanın inşası, çok sayıda ön planlamayı içeren bir günlük bir iş değildir. Bazen belirli bir vizyonun hayata geçirilmesi yıllar alabilir. Bu nedenle, inşaatın planlama aşaması Büyük veri teknolojileriyle birleştirilmiş akıllı sistemlerden faydalanacak çok şey var.

Böylece, yapay zeka destekli araçlar ve programlar artık hesaplama ve çevresel analizleri otomatikleştirebiliyor. Mimarlar, hava durumu verilerini, malzeme özelliklerini ve diğerlerini manuel olarak derlemek yerine, gerekli verileri otomatik olarak çekebilir. Örneğin parametrik tasarım, otomatikleştirilmiş iş akışlarından en çok yararlanan alanlardan biri olmuştur.

Dahası, yapay zeka BIM adı verilen temel 3D inşaat sistemini güçlendirmiştir. BIM veya Yapı Bilgi Modellemesi, mimarların kapsamlı bilgi katmanına dayalı veri yüklü modeller oluşturmasına olanak tanır. İkincisi, otomatik olarak çizimler ve raporlar oluşturmaya, proje analizi yapmaya, iş programını simüle etmeye, tesislerin işletilmesine ve diğerlerine yardımcı olur. Eşsiz analitik ve gelecekten haber verme yetenekleri sayesinde, akıllı algoritmalar kaynak açısından verimli çözümleri değerlendirebilir ve düşük riskli uygulama planları oluşturabilir.

Dahası, makine zekası sanal ve artırılmış gerçeklik biçimini alabilir. Her ikisi de artık müşterilere hazır tasarımlarla gerçekçi deneyimler yaşatmak için mimaride benimseniyor. Bu şekilde, müşteriler gelecekteki proje hakkında daha iyi bir vizyona sahip oluyor ve ekstra para harcamadan daha fazla iyileştirme için eylemsel geri bildirimde bulunabiliyor.

İnşaat Süreci Düzenlemesi

Yerinde inşaat yönetimi inşaat firmaları için her zaman can sıkıcı olmuştur. İnşaat süreçlerinin kötü yönetilmesi inşaat sektörüne yılda 1,6 trilyon dolara mal oluyor. Bu nedenle, depremden sonra Mexico City’deki yapısal hasarları değerlendirmek için makine zekasını kullandıktan sonra, mühendisler algoritmaları inşaatın diğer yönlerinde kolayca kullandılar.

Robotlar ve İHA’larla otonom inşaat izleme, şantiyelerin gerçek zamanlı olarak uzaktan izlenmesini mümkün kılan şeydir. İnsansız hava araçları ya da dronlar şantiyelerin üzerinde uçarak yüksek çözünürlüklü kameralarla alanın haritasını çıkarıyor. Daha sonra sistem, bulut üzerinden paydaşlarla paylaşılmak üzere 3 boyutlu bir harita ve bir rapor oluşturuyor. Ayrıca, drone haritalarının coğrafi etiketleme yetenekleri, ilgili alan ölçümlerinin alınmasına ve bu ölçümlerin karar verme için tahmini bir stok hacmine dönüştürülmesine olanak tanır.

İnşaat 3D Baskısı

Son olarak, 3D baskıda makine zekasının akıllara durgunluk veren bir uygulaması var. Mimaride, bir binanın inşası çok büyük ve maliyetli bir girişimdir. Mimarlar sadece binayı tasarlamakla kalmaz, mühendislerin de rüzgar yüklerine, sismik kuvvetlere ve diğer çevresel baskılara nasıl dayanacağını hesaplamaları gerekir. Dahası, inşaatçılar bu yapıları sadece yaşanabilir değil, aynı zamanda klima ve yalıtım gibi özelliklerle içinde yaşamak için rahat hale getirmenin yollarını bulmalıdır.

3D baskı ile inşaat sürecinin büyük bir kısmı otomatikleştirilir. Bu nedenle, 3D ev baskısı, bir 3D yazıcı kullanarak üç boyutlu bir nesnenin basılması işlemidir. Nesne, tüm nesne oluşturulana kadar birbirini izleyen malzeme katmanları döşenerek yazdırılır. 3D yazıcılar artık ev yapımı için kullanılıyor. Ev yapımı için 3D yazıcıların kullanımı, daha az atık ve daha düşük maliyetler dahil olmak üzere birçok avantaja sahiptir.