Компьютерные технологии, называемые инструментами иммерсивного проектирования, меняют методы планирования и реализации строительных проектов. Они позволяют строителям тестировать идеи, решать проблемы и улучшать дизайн в виртуальном мире, прежде чем использовать какие-либо реальные материалы или тратить много времени на планирование. Например, архитекторы изучают цифровые чертежи, чтобы выявлять проблемы на ранней стадии, а строители, надев специальные очки дополненной реальности, могли бы просматривать виртуальные инструкции при осмотре здания, что сокращало бы количество ошибок. Городские специалисты уже частично используют эти инструменты для проработки крупных проектов, таких как системы метро. Инструменты иммерсивного проектирования также могут обучать строителей работе в реалистичной цифровой среде, безопасно приобщая их новым навыкам. Хотя цифровизация повышает эффективность строительства, такие проблемы, как высокая стоимость, проблемы конфиденциальности и потенциальные изменения в сфере строительства, по-прежнему требуют решения. При постоянном творческом подходе виртуальные помощники могли бы ускорить процессы строительства, сделав их безопаснее и лучше для планеты, изменяя сами принципы формирования пространства, в котором люди живут и работают.
Застроенная среда окружает людей повсюду, и уже мало кто смог бы жить без неё! Строительство — одна из крупнейших в мире отраслей промышленности, но она также оказывает огромное влияние на планету, отравляя атмосферу Земли почти сорока процентами от всех мировых объёмов вредных выбросов. Почему же оно так вредно для окружающей среды? Большая часть выбросов происходит при производстве и транспортировке строительных материалов, таких как бетон, сталь и стекло, при производстве которых требуется огромное количество энергии. А ещё есть отходы: остатки материалов, которых особенно много остаётся при совершении ошибок и неэффективности процесса. Все эти факторы создают тонны мусора, большая часть которого оказывается на свалках.
Сам процесс возведения объектов также может быть медленным, дорогим, подверженным ошибочным расчётам или неудачному выбору материалов. Например, если проекты неясны или ошибки не обнаружены на ранней стадии, строителям может потребоваться переделать часть работ, тратя дополнительное время и материалы. Такая неэффективность увеличивает расходы и задерживает завершение. В то же время в строительной отрасли не хватает рабочих, поэтому соблюдать сроки и поддерживать качество становится всё сложнее. Людям нужны новые инструменты, которые помогут им работать быстрее и эффективнее, одновременно снижая своё воздействие на планету. Эти проблемы требуют более разумных решений для оптимизации процесса и повышения его устойчивого роста. Что, если бы существовал способ строить быстрее, эффективнее и с меньшим количеством отходов?
Технологии погружения, объединяющие физический и цифровой миры, позволяют людям взаимодействовать с виртуальными пространствами так, как если бы они были реальными. Эти инструменты могут преобразовать то, как специалисты по строительству планируют и выполняют проектировочные задачи. Например, виртуальная реальность (VR) помогает взаимодействовать с цифровыми прототипами посредством специального оборудования. Дополненная реальность (AR) добавляет цифровую информацию, например виртуальные инструкции, в реальный мир, часто через очки или экран. Цифровые двойники – это виртуальные копии реальных объектов, систем или пространств, хранящиеся на серверах дата-центра, обновляемые данными в реальном времени, чтобы помочь людям проверять идеи и решать проблемы. Генеративный ИИ — тип искусственного интеллекта, который создаёт новые трёхмерные проекты зданий или произведения искусства, на основе простых инструкций.
Вы, возможно, уже знаете о видеоиграх VR, где, надев специальную гарнитуру, человек может «войти» в цифровой мир и исследовать его, как будто он действительно там находится. В строительстве виртуальная реальность может помочь архитекторам «пройтись» по цифровому чертежу здания, чтобы проверить свои идеи или выявить потенциальные проблемы проектирования или риски безопасности задолго до того, как реально специалисты приступят к возведению фундамента. AR работает аналогичным образом, но смешивает цифровую информацию на реальные локации. Используя очки AR, строители смогут изучать дополнительные инструкции, наложенные на физические элементы строительной площадки, например, сообщающие им, где разместить стену или проложить проводку, чтобы убедиться, что каждый шаг соответствует плану.
Цифровые двойники (Digital Twin) идут ещё дальше, создавая виртуальную копию реального объекта. Эти технологии используются во многих областях — от медицины, где цифровые воплощения человеческого тела пациента помогают врачам следить за динамикой организма, до строительства, где они могут отслеживать ход выполнения проекта, помогать в дальнейшей эксплуатации здания вплоть до его утилизации по окончании срока использования. Эти цифровые модели можно обновлять с помощью данных в реальном времени, помогая людям понимать, улучшать и управляться со сложными системами. Например, цифровой двойник моста можно обновлять с помощью датчиков на реальном мосту, отслеживая ход строительства и выявляя потенциальные слабые места, помогая инженерам устранять проблемы до того, как они возникнут. Позволяя строителям проверять идеи и решать проблемы виртуально, цифровые двойники экономят время, материалы и деньги.
В городах цифровые двойники используются для проверки идей для крупной и дорогой инфраструктуры базовых систем (таких как дороги, мосты и здания, необходимые для функционирования городского сообщества), ещё до начала строительства. Например, город, планирующий новую систему метро, может создать виртуальную модель всей сети, чтобы увидеть, как она будет справляться с наплывом пассажиров в час пик или экстремальными погодными условиями. Цифровой двойник небоскрёба может показать, где материалы тратятся впустую или где вероятны задержки в строительстве. Инженеры могут использовать эту информацию для выявления проблем и корректировки своих планов.
Генеративный ИИ также меняет процессы проектирование конструкций. Вы, возможно, уже знаете об этой технологии из приложений или программ, таких как ChatGPT, которые создают изображения, пишут истории или генерируют компьютерный код. В строительстве этот «компьютерный разум» может брать простые текстовые описания и превращать их в подробные 3D-модели зданий. Например, ввод «Создать 10-этажное офисное здание с солнечными панелями на крыше» в программу генеративного ИИ может сгенерировать полный проект с подробностями строительства и функциями безопасности. Как и другие инструменты, которые мы обсудили, генеративный ИИ позволяет командам опробовать идеи в цифровом виде перед использованием каких-либо ресурсов, что делает процесс проектирования более быстрым и эффективным, особенно для небольших проектов или команд с ограниченными ресурсами.
Технология виртуального погружения может решить множество проблем в строительной отрасли. Моделирование виртуальной реальности может использоваться для обучения рабочих тому, как использовать инструменты и оборудование, ещё до того, как они выйдут на строительную площадку, ускоряя обучение и повышая безопасность.
Инспекции — ещё одна область, где иммерсивные технологии могут иметь большое значение, так как они являются важнейшей частью строительства, гарантируя, что здания и другие сооружения безопасны и соответствуют всем необходимым стандартам. Однако инспекции могут быть невероятно трудоёмким делом, часто требуя от специалистов преодоления больших расстояний для посещения нескольких объектов. Иммерсивные технологии могут позволить заказчикам, а также надзорным и контролирующим органам проводить инспекции строительных площадок удалённо, из любой точки мира, экономя время и позволяя экспертам сосредоточиться на других задачах.
В современной строительной отрасли работодатели всё чаще сталкиваются с нехваткой квалифицированной рабочей силы, удовлетворения растущего спроса на новые здания и инфраструктуру. Этот дефицит увеличивает затраты и затрудняет завершение проектов в срок. Иммерсивные технологии могут помочь, трансформируя способ обучения специалистов. VR-симуляции позволяют стажёрам отрабатывать навыки в реалистичной цифровой среде, где бы они ни находились. Например, новоиспечённый строитель может научиться устанавливать электропроводку или управлять тяжёлой техникой ещё до того, как выйдет на реальную работу. Инновационные разработки ускоряют обучение, делая работу более безопасной и гарантируя, что персонал будет лучше подготовлен к трудностям освоения специальных навыков.
Как всегда происходит с технологическими новинками, возникает одна из главных проблем — стоимость внедрения и владения, что затрудняет их использование в небольших строительных фирмах или развивающихся странах. Ещё одной проблемой является конфиденциальность, особенно когда цифровые близнецы используются для мониторинга реальных зданий. Эти модели могут собирать конфиденциальную информацию о системах безопасности или действиях людей внутри, которые необходимо оградить от взлома или свободного доступа. Некоторые задачи, которые сегодня выполняют опытные специалисты, могут быть автоматизированы специализированной робототехникой, а это значит, что работникам придётся осваивать новые навыки, чтобы оставаться востребованными в этой области. Программы обучения будут важны для того, чтобы помочь людям адаптироваться и воспользоваться новыми возможностями, которые создают иммерсивные технологии.
