هوش‌مصنوعی و کاربردهای آن در مهندسی عمران

مقدمه

باتوجه‌به پیشرفت روزافزون تکنولوژی و ابزارهای هوش مصنوعی، مهندسان عمران قادر به بهره‌گیری از آن در طراحی، ساخت، نگهداری و بهینه‌سازی سازه‌های عمرانی هستند. استفاده از رایانه و هوش مصنوعی در مهندسی عمران به‌عنوان یک ابزار قدرتمند در حال حاضر و در آینده از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است؛ بنابراین باید را در مراحل انجام یک پروژه از این ابزارها نهایت استفاده را ببرید. در مقالات قبلی راجع به هوش مصنوعی صحبت کردیم و متوجه شدید که هوش مصنوعی چیست و چه کاربردی دارد در این مقاله نیز به اهمیت استفاده از هوش مصنوعی و معرفی ابزارهای هوش مصنوعی در مهندسی عمران خواهیم پرداخت پس تا انتهای این مقاله همراه ما باشید تا با این ابزارهای کاربردی هوش مصنوعی بیشتر آشنا شوید

1. هوش مصنوعی چیست؟

قبل از اینکه به کاربردهای هوش مصنوعی در مهندسی عمران بپردازیم، بهتر است چیستی و چگونگی کارکرد آن را بررسی کنیم. هوش مصنوعی از عبارت انگلیسی Artificial Intelligence گرفته شده و مجموعه‌ای از علوم کامپیوتر و فناوری‌های پیشرفته است.

این فناوری به ماشین‌ها و سیستم‌ها دستور می‌دهد تا وظایف و عملکردهایی را که درگذشته مختص انسان‌ها بود، انجام دهند. این وظایف شامل یادگیری، حل مسئله، استدلال، تصمیم‌گیری و درک زبان طبیعی هستند.

هوش مصنوعی از طریق الگوریتم‌های پیچیده و مدل‌های آماری که بر روی حجم عظیمی از داده‌ها آموزش داده می‌شوند، عمل می‌کند. این داده‌ها می‌توانند شامل تصاویر، متن، صدا و سایر اطلاعات باشند. هوش مصنوعی با تجزیه‌وتحلیل این داده‌ها، الگوها و قوانین را یاد می‌گیرد و از آنها برای انجام وظایف مختلف استفاده می‌کند.

تاریخچه هوش مصنوعی به دهه 1950 میلادی باز می‌ گردد. در آن زمان، دانشمندان علوم کامپیوتر تلاش کردند ماشین ‌هایی را بسازند که بتواند؛ مانند انسان‌ ها فکر کند. با پیشرفت‌های صورت گرفته در علم کامپیوتر و فناوری اطلاعات، هوش مصنوعی در سال‌ های اخیر به‌سرعت پیشرفت کرده و به یکی از مهم ‌ترین فناوری‌ های جهان در حوزه های مختلف به خصوص ساخت‌وساز تبدیل شده است.

2. دلایل استفاده از هوش مصنوعی در صنعت ساختمان‌سازی

صنعت ساختمان‌سازی، بخش قابل‌توجهی از اقتصاد هر کشور را تأمین می‌کند. به همین دلیل رشد و توسعه آن در تمام مراحل، اهمیت بسیار زیادی دارد و موجب رشد اقتصاد می‌شود. یکی از راه‌هایی که موجب رشد این صنعت می‌شود، استفاده از هوش مصنوعی در جنبه‌های مختلف ساخت‌وساز است. این فناوری به هر عرصه‌ای که وارد شود، تحولات زیادی ایجاد کرده و باعث سرعت‌بخشیدن به آن می‌شود.

به‌طورکلی دلایل زیادی برای استفاده از هوش مصنوعی در صنعت ساختمان‌سازی وجود دارد که عبارت‌اند از:

• افزایش راندمان و بهره‌وری
• تجزیه‌وتحلیل داده‌ها با پیش‌بینی چالش‌های احتمالی
• ارتقای ایمنی با شناسایی خطرات احتمالی
• کاهش هزینه‌ها و مدیریت بودجه
• افزایش پایداری با بهینه‌سازی مصرف انرژی
• بهبود کیفیت با کنترل دقیق خلوص مصالح و فرایندهای ساخت
• ارائه راه‌حل‌های خلاقانه و نوآورانه

3. هوش مصنوعی در مهندسی عمران

هوش مصنوعی (AI) پتانسیل قابل‌توجهی در تغییر روش طراحی، برنامه‌ریزی و اجرای پروژه‌های مهندسی عمران دارد. یکی از نقش‌های اصلی هوش مصنوعی در مهندسی عمران، خودکارسازی کارهای معمول و تکراری مانند زمان‌بندی پروژه، برآورد هزینه و انتخاب مواد است که در نتیجه بهره‌وری و کارایی را افزایش می‌دهد. هوش مصنوعی همچنین می‌تواند دقت پیش‌بینی‌ها و شبیه‌سازی‌ها را افزایش دهد و مهندسان را قادر می‌سازد تا در طول فرایند طراحی و ساخت تصمیمات آگاهانه‌تری بگیرند. علاوه بر این، هوش مصنوعی می‌تواند با تجزیه‌وتحلیل داده‌های جمع‌آوری‌شده از حسگرها و دوربین‌ها، شناسایی مشکلات احتمالی قبل از وقوع و کاهش خطر خرابی، به نظارت و نگهداری زیرساخت‌های حیاتی کمک کند. به‌طورکلی، هوش مصنوعی با توانمندسازی مهندسان برای طراحی و ساخت زیرساخت‌هایی که ایمن‌تر، پایدارتر و مقرون‌به‌صرفه هستند، انقلابی در حوزه مهندسی عمران ایجاد می‌کند.

4. کاربرد هوش مصنوعی در مهندسی عمران و ساخت‌وساز

هوش مصنوعی در مهندسی عمران، به‌عنوان یک ابزار قدرتمند مورداستفاده قرار می‌گیرد. در زیر به برخی از کاربردهای هوش مصنوعی در مهندسی عمران اشاره شده است:
1. تشخیص خرابی و نقص در سازه‌ها: از الگوریتم‌های یادگیری عمیق و شبکه های عصبی برای تشخیص خرابی و نقص در سازه‌ها استفاده می‌شود. این الگوریتم‌ها با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای و دوربین های موجود در سازه‌ها، تغییراتی را که در سازه رخ داده است را تشخیص می‌دهند و اطلاعات لازم برای تعمیرات و نگهداری به مهندسان عمران ارائه می‌دهند.
2. بهینه‌سازی طرح سازه‌ها و مواد ساختمانی: هوش مصنوعی می‌تواند در بهینه‌سازی طرح سازه‌ها و مواد ساختمانی، بهبود کارایی سازه‌ها، کاهش هزینه‌ها و بهبود ایمنی کار در محیط ساخت‌وساز مورد استفاده قرار گیرد.
3. تخمین هزینه و زمان پروژه: از هوش مصنوعی در مراحل اولیه بسیاری از پروژه‌ها برای تخمین هزینه و زمان پروژه استفاده می‌شود.
4. پیش‌بینی عمر سازه‌ها: با استفاده از الگوریتم‌های یادگیری عمیق و شبکه‌های عصبی می‌توان عمر سازه‌ها را پیش‌بینی کرد و از تعمیرات و نگهداری بهینه استفاده کرد.
5. مدیریت ریسک: هوش مصنوعی می‌تواند برای مدیریت ریسک در پروژه‌های ساختمانی استفاده شود. با استفاده از الگوریتم‌های هوش مصنوعی می‌توان قدرت پیش‌بینی را افزایش داد و خطاهای احتمالی را پیش‌بینی کرد.
6. بهبود ایمنی: هوش مصنوعی می‌تواند برای بهبود ایمنی در محیط ساخت‌وساز استفاده شود. با استفاده از الگوریتم‌های هوش مصنوعی می‌توان تصادفات و حوادث را کاهش داد و ایمنی در محیط ساخت‌وساز را بهبود بخشید.
7. بهره وری: هوش مصنوعی می‌تواند برای بهبود بهره وری در پروژه‌های ساختمانی استفاده شود. با استفاده از الگوریتم‌های هوش مصنوعی می‌توان بهینه‌سازی میزان مصرف انرژی ساختمان‌ها، بهینه‌سازی ترافیک در محیط ساخت‌وساز، بهینه‌سازی روند تولید و توزیع مصالح ساختمانی و بهبود عملکرد کارکنان در پروژه‌های ساختمانی را بهبود بخشید.
8. بهبود کیفیت سازه‌ها: هوش مصنوعی می‌تواند برای بهبود کیفیت سازه‌ها استفاده شود. با استفاده از الگوریتم‌های هوش مصنوعی می‌توان کیفیت سازه‌ها را بهبود بخشید و از احتمال وقوع نقص و خرابی در سازه‌ها کاست.
در کل، هوش مصنوعی به‌عنوان یک ابزار قدرتمند در مهندسی عمران مورد استفاده قرار می‌گیرد و می‌تواند در بهبود کارایی، کاهش هزینه‌ها، بهبود ایمنی، بهبود کیفیت سازه‌ها و بهبود بهره وری در پروژه‌های ساختمانی مؤثر باشد.

5. معرفی 5 ابزار هوش مصنوعی در مهندسی عمران

همان‌طور که متوجه شدید ابزارهای هوش مصنوعی در مهندسی عمران و ساخت‌وساز می‌توانند به مهندسان عمران کمک کنند تا پروژه‌های ساختمانی و عمرانی را بر اساس معیارهای کیفیت، ایمنی و هزینه بهبود دهند و به‌طورکلی عملکرد و کارایی سازه‌ها را بهبود بخشند. ازاین‌رو ما تصمیم گرفتیم در این بخش 5 ابزار کاربردی هوش مصنوعی در مهندسی عمران را به شما معرفی کنیم این ابزارها عبارت اند از:

1. ابزار Swapp.ai (تهیه اسناد ساخت پروژه) 

SWAPP به‌عنوان یک پلتفرم مبتنی بر هوش مصنوعی، به شرکت‌های مهندسی کمک می‌کند تا فرایندهای کاری خود را بهبود بخشند و از تکنولوژی پیشرفته BIM استفاده کنند. با استفاده از این پلتفرم، شرکت‌ها می‌توانند فرایندهای برنامه‌ریزی را بهبود بخشیده و مدت‌زمان پروژه و ساعات کاردستی را به میزان قابل‌توجهی کاهش دهند. همچنین با استفاده از SWAPP، شرکت‌ها از نظر تکنولوژی ماهرتر خواهند شد و شیوه‌های پیشرفته BIM را اجرا می‌کنند.

2. Project.supplies (مدیریت پروژه) 

Project.supplies یک ابزار آنلاین است که به کاربران کمک می‌کند تا لیستی از تجهیزات و مواد موردنیاز برای انجام پروژه‌های ساختمانی را به‌صورت خودکار تهیه کنند. این ابزار هوشمند، با استفاده از الگوریتم‌های یادگیری ماشین، اطلاعات موردنیاز برای هر پروژه را جمع‌آوری کرده و لیستی از تجهیزات و مواد موردنیاز برای انجام پروژه را تهیه می‌کند. با استفاده ازProject.supplies، کاربران می‌توانند به‌سادگی اطلاعات مربوط به تجهیزات و مواد موردنیاز برای پروژه خود را به دست آورند و باتوجه‌به این اطلاعات، برنامه‌ریزی برای تهیه تجهیزات و مواد موردنیاز را انجام دهند. این ابزار همچنین می‌تواند به کاهش هزینه‌ها و زمان موردنیاز برای تهیه تجهیزات و مواد کمک کند، زیرا کاربران نیازی به جستجوی دستی و تحلیل داده‌های مختلف برای تهیه لیست تجهیزات و مواد موردنیاز ندارند.

3. Formulachatgpt.com (تبدیل متن به فرمول اکسل)

FormulaChatGPT یک ابزار رایگان است که برای ساده‌کردن گردش کار طراحی شده است. این ابزار از الگوریتم‌های مبتنی بر هوش مصنوعی استفاده می‌کند که می‌تواند به‌سرعت دستورالعمل‌های متنی را به فرمول‌های Excel و Google Sheets تبدیل کند و باعث صرفه‌جویی در زمان و افزایش کارایی شود. مولد ربات فرمول هوش مصنوعی FormulaChatGPT دقت فرمول‌ها را تضمین می‌کند، احتمال خطا را کاهش می‌دهد و دقت تجزیه‌وتحلیل داده‌ها را بهبود می‌بخشد. این ابزار کاربرپسند به هیچ مهارت برنامه‌نویسی یا برنامه‌نویسی نیاز ندارد، و آن را برای هر کسی که با صفحات گسترده کار می‌کند، صرف‌نظر از سطح تجربه آنها، قابل‌دسترسی است. بهترین بخش این ابزار این است که کاملاً مقرون‌به‌صرفه است و استفاده از آن رایگان است، بنابراین می‌تواند جریان‌های کاری را ساده‌تر کند و طیف گسترده‌ای از فرمول‌ها، از جمله فرمول‌های حسابی پایه، فرمول‌های شرطی و فرمول‌های پیچیده با توابعی مانند VLOOKUP، SUMIF و COUNTIF را تولید کند.

4. Finch3d.com (بهینه‌سازی نقشه‌های ساختمانی)

ابزار Finch3D از هوش مصنوعی و فناوری نمودار برای بهینه‌سازی طراحی ساختمان، ارائه بازخورد فوری در مورد عملکرد، تشخیص خطاها و یافتن راه‌حل‌های بهینه در مراحل اولیه طراحی استفاده می‌کند. از دیگر موارد استفاده این ابزار می‌توان به بهینه‌سازی طراحی ساختمان برای مهندسین و طراحان، ساده‌کردن فرایند طراحی با تکرار سریع‌تر و بازخورد، حصول اطمینان از رعایت قوانین و مقررات، و همکاری با دیگران در پروژه‌های طراحی اشاره کرد. در کل، Finch3D یک ابزار قدرتمند و کارآمد است که به معماران و طراحان کمک می‌کند تا فرایند طراحی و مدل‌سازی ساختمان را بهبود بخشند و با استفاده از هوش مصنوعی و فناوری نمودار، بهینه‌سازی عملکرد ساختمان را افزایش دهند.

5. Sheetplus.ai (تبدیل متن به فرمول گوگل شیت)

برای تبدیل متن به فرمول‌های Excel و Google Sheets، Sheetplus AI یک ابزار قدرتمند است که با استفاده از هوش مصنوعی و یادگیری ماشینی، به کاربران امکان می‌دهد تا فرمول‌های پیچیده را به‌راحتی و سرعت بالا تولید کنند. با استفاده از این پلتفرم، شما می‌توانید به‌راحتی متن‌های اکسل و Google Sheets خود را تبدیل به فرمول‌های دقیق کنید و زمان و زحمت بسیاری را در پردازش داده‌های خود صرفه‌جویی کنید. با استفاده از Sheetplus AI، شما می‌توانید به‌راحتی فرمول‌های پیچیده را تولید کنید و آنها را در اسناد خود قرار دهید. این پلتفرم به کاربران امکان می‌دهد تا با واردکردن متن‌های مرتبط، به‌راحتی فرمول‌های دقیق و متناسب با نیازهای خود را تولید کنند. با استفاده از این پلتفرم، شما می‌توانید به‌راحتی فرمول‌های پیچیده را تولید کنید، مقدارهای مختلف را محاسبه کنید و نتایج دقیقی به دست آورید.

6. کاستی‌های هوش مصنوعی

پیشرفت‌های فناوری بدون شک زندگی را آسان‌تر کرده است. صنعت ساخت‌وساز که تا پیش‌تر از نفوذ نرم‌افزار مصون بود، به طور ناگهانی در حال تغییر است. انتظار می‌رود مفاهیم هوش مصنوعی و یادگیری ماشین در سال‌های بعد پیشرفت بیشتری داشته باشند! پیشرفت‌های تکنولوژیکی با افزایش هزینه همراه است. در حوزه ساختمان، کاربرد هوش مصنوعی نیاز به ارتقای نرم‌افزاری به‌صورت دوره‌ای دارد.

فقدان چشم‌انداز شغلی برای افراد نیز پیامد تهاجم فناوری است. هوش مصنوعی امکان جایگزینی بهتر نیروی انسانی با عملکردهای رباتیک را فراهم می‌کند. مشاغل ساختمانی روبه‌کاهش است و نیروی کار فعلی همچنان تحت‌تأثیر قرار خواهد گرفت.

اگرچه هوش مصنوعی ثابت کرده است که در کاهش خطرات احتمالی در کار مؤثر است، اما یک ایراد عمده دارد: فقط می‌تواند فعالیت‌هایی را اجرا کند که برای انجام آنها آموزش‌دیده است. از طرف دیگر، کارمندان آموزش‌دیده می‌توانند بافکر کردن خارج از چارچوب، از مغز خود برای تکمیل وظایف استفاده کنند. الگوریتم‌های پیچیده مرتبط با صنعت ساخت‌وساز نیازمند کارکنان بسیار ماهر و زمان قابل‌توجهی برای پیاده‌سازی هستند.