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Costruzioni 4.0, come il mondo delle strutture si appresta ad entrare nell’era dei Big Data

La produzione e l’analisi di dati, negli ultimi anni, ha raggiunto dimensioni inimmaginabili fino a poco tempo fa, realizzando una vera e propria rivoluzione conosciuta come Big Data revolution. L’International Data Corporation (IDC) ha stimato che la produzione mondiale dei dati passerà dai circa 33 ZB (Zettabytes) del 2018 a circa 175 ZB nel 2025, un aumento maggiore del 500%. È evidente che una tale quantità di dati si ripercuoterà su tutti i settori produttivi, tra cui anche quello delle costruzioni. Ma quali sono le tecniche di Computer Science che sapranno gestire e trasformare questa mole di dati in informazioni utili per formare una conoscenza? Ecco il mondo delle costruzioni 4.0.

Costruzioni 4.0 e il Deep Learning

Negli ultimi 4-5 anni una categoria di algoritmi si è imposta sulle altre, consentendo di raggiungere risultati incredibili in campi fino ad allora ostici per le Intelligenze Artificiali, come il riconoscimento facciale e vocale o la classificazione automatica di immagini: il Deep Learning. Il Deep Learning è spesso associato al concetto di rete neurale, dove i dati di input iniziali vengono elaborati attraverso una serie di layer, che costituiscono i “neuroni” della rete, fino ad arrivare al risultato finale.

Costruzioni 4.0, come il mondo delle strutture si appresta ad entrare nell'era dei Big Data

La più importante novità costituita dalle reti neurali consiste nel fatto che il computer riesce a settare tutti i parametri autonomamente e non ha bisogno dell’intervento umano durante la fase di training. La facilità di implementazione e la rilevante efficienza ha permesso alle reti neurali di emergere nel panorama del Machine Learning in particolar modo per tutto ciò che riguarda il riconoscimento di immagini e video, ovvero la Computer Vision. Quest’ultima applicazione sembrerebbe molto interessante anche per il settore delle costruzioni.

Computer Vision per le costruzioni 4.0

Il settore delle costruzioni da sempre è caratterizzato da un’efficienza non ottimale comparato ad altri, ad esempio il settore manifatturiero. In parte ciò è giustificato dal fatto che spesso ogni prodotto realizzato è unico e non prodotto in serie, tuttavia parte di questa inefficienza è dovuta anche allo scarso utilizzo delle nuove tecnologie. L’avvento del BIM ha in parte mitigato il problema e dato una spinta innovativa anche in un mondo legato alla tradizione come quello delle costruzioni. Parallelamente, un altro grande problema che ha sempre colpito il panorama ingegneristico e architettonico, soprattutto nelle fasi di cantierizzazione, è quello legato alla sicurezza.

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Un’analisi fornita da Eurostat nel 2017 indica che gli incidenti fatali sul lavoro avvengono in misura maggiore nelle costruzioni rispetto agli altri settori, per questo motivo si incentiva l’utilizzo delle nuove tecnologie al fine di ridurre questo dato. Tramite telecamere di sicurezza e reti neurali, infatti, è possibile individuare i singoli lavoratori operanti in cantiere e valutare automaticamente il rispetto o meno delle disposizioni di sicurezza per quanto riguarda l’utilizzo di dispositivi di protezione individuale, fino anche alla valutazione delle posture e delle posizioni pericolose che possono essere adottate dagli addetti in cantiere. In questo modo gli ispettori alla sicurezza potrebbero monitorare con un’efficienza incredibilmente maggiore ciò che avviene in situ.

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I benefici della Computer Vision

I benefici della Computer Vision non si esauriscono alla sola sicurezza, ma riguardano anche il controllo della qualità e della corrispondenza tra quanto si è progettato e quanto si sta realizzando. Infatti, tramite monitoraggio via immagini e video è possibile confrontare i lavori in corso con il modello realizzato con metodologia BIM e riportare con immediata tempestività eventuali discrepanze tra i due, permettendo quindi un continuo aggiornamento in tempo reale delle informazioni.

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Per quanto riguarda invece la gestione dell’ambiente costruito, il Deep Learning permette di velocizzare le ispezioni e le valutazioni di edifici esistenti, automatizzando il riconoscimento di crepe e difetti a partire da immagini. Queste operazioni, infatti, sono solitamente molto onerose in termini di tempo e l’utilizzo di nuove tecnologie permetterebbe un notevole incremento di efficienza.

Le problematiche

Il potenziale delle nuove Intelligenze Artificiali rappresenta la base per l’evoluzione del settore delle costruzioni nei prossimi anni. Tuttavia, esistono ancora delle problematiche riguardo la privacy e la raccolta e condivisione di una mole adeguata di dati, necessaria per rendere efficienti e affidabili le reti neurali. Per superare questo ostacolo tutte le aziende coinvolte dovrebbero fornirsi degli strumenti adatti alla raccolta dei dati. Ma anche il mondo delle università e della ricerca deve porsi l’obiettivo di formare nuovi professionisti che sappiano adottare un metodo multidisciplinare, in modo tale da coniugare i vantaggi derivanti dalle moderne tecnologie al mondo delle costruzioni.

Articolo di Luca Rampini

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