İnşaat ekipmanlarında yapay zeka: Yeni bir inşa etme yolu

Normalde, inşaat ekipmanı ve ağır iş makinelerini düşündüğümüzde, bu güçlü makineleri manuel olarak kullanan insanlar hayal ederiz. Ancak yapay zekanın yükselişiyle birlikte, birçok inşaat aracı artık riskleri azaltmak, güvenliği artırmak ve verimliliği yükseltmek için otomatize ediliyor. Otonom ve uzaktan kumandalı araçlar inşaat sektöründe giderek yaygınlaşıyor.

Örneğin Volvo, kısa süre önce kum, çakıl ve moloz gibi ağır malzemelerin şantiyelere taşınması için özel olarak tasarlanmış, tamamen otonom bir damperli kamyon olan TA15'i geliştirdi. ABD Çalışma Bakanlığı'na göre, inşaat sektörü ölümcül yaralanma oranında üçüncü sırada yer alıyor. Yapay zekayı inşaata entegre ederek, bu ölüm oranlarını önemli ölçüde azaltabilir ve güvenlik önlemlerini iyileştirebiliriz. Bu makalede, yapay zekanın inşaat ekipmanlarını nasıl daha akıllı, daha güvenli ve daha verimli hale getirerek inşaat sektöründe inovasyonu nasıl yönlendirdiğini inceleyeceğiz.

Link to this sectionYapay zekanın inşaat ekipmanlarına nasıl entegre edildiğini anlamak#

İnşaat ekipmanları ve araçları, öngörülemeyen çalışma ortamları ve insan hatası nedeniyle kazalarla karşılaşabilir. Ancak yapay zeka destekli sistemler, yönetimin iş yeri tehlikelerini etkili bir şekilde ele almasına ve bu hataları azaltmasına yardımcı olabilir. Yapay zeka ayrıca inşaat ekipmanlarında ekipman kullanımını optimize etmek, makine performansını izlemek ve bakım programlarını otomatikleştirmek için de kullanılabilir.

Bu inovasyonları mümkün kılan temel teknolojilere daha yakından bakalım:

• Computer Vision: Machines can analyze visual data in real time using advanced models like Ultralytics YOLOv8, helping to monitor construction sites, track inventory, ensure workers are using safety gear, and track attendance through facial recognition.
• Nesnelerin İnterneti (IoT): IoT, cihazları birbirine bağlayarak veri paylaşmalarını sağlar. Akıllı giyilebilir cihazlar çalışanların sağlığını izlerken, yakınlık ve güvenlik sensörleri çalışanları tehlikelere karşı uyarır ve ekipman bakım gerektirdiğinde yönetimi bilgilendirir.
• Tahminleyici Analitik: Geçmiş verileri ve makine öğrenimini kullanarak, tahminleyici analitik gelecekteki olayları öngörür, potansiyel sorunları tanımlar ve programları optimize etmeye yardımcı olur. Ayrıca saha içi aksaklıkları önlemek için hava koşullarını da tahmin edebilir.

Şekil 1. Çalışanları izlemek için YOLOv8 ve poz kestirimi kullanımı.

Link to this sectionAğır iş makinelerinde bilgisayarlı görünün uygulamaları#

Computer vision is changing how heavy machinery operates on construction sites, offering new and innovative solutions. Let’s walk through a few interesting applications that showcase the potential of image and video analytics in construction equipment.

Link to this sectionYapay zeka ve insansız kantar istasyonları#

Kantar, ağır vasıtaların ağırlığını ölçmek için kullanılan bir terazidir. Bu, taşıma sırasında araçların güvenlik ağırlık sınırlarına uymasını sağlamak için inşaatta çok önemlidir. Geleneksel olarak bu süreç, araç giriş-çıkış saatleri, plaka numaraları ve yük ağırlıkları gibi detayları manuel olarak kaydetmek için bir gişe görevlisine dayanır. Ancak bu manuel yaklaşım yavaş olabilir, insan hatasına açık olabilir ve şeffaflıktan yoksun olabilir.

İnsansız kantar istasyonları doğruluğu artırmaya, insan hatasını azaltmaya, süreci hızlandırmaya ve daha güvenli, daha verimli operasyonlar için gerçek zamanlı izleme ve şeffaflık sağlamaya yardımcı olabilir. Bu istasyonlar, tüm süreci kolaylaştırmak için sensörler, kameralar, LED ekranlar ve otomatik sesli yönlendirme gibi yapay zeka entegreli cihazlar kullanır. Kamyon giriş noktasına yaklaştığında, Otomatik Plaka Tanıma (ANPR) teknolojisiyle donatılmış kameralar aracın plakasını tespit eder ve kaydını doğrular. Eğer kayıt geçerliyse, sistem tartı platformuna erişim izni verir.

Şekil 2. Bir İnsansız Kantar.

IoT destekli hareket halindeyken tartım sensörleri, kamyon hareket ederken ağırlığını ölçer ve gerekirse sürücüyü doğru tartım için doğru konumda durması konusunda uyarır. Ağırlık verileri analiz edilir ve önceden tanımlanmış sınırlarla karşılaştırılır; kamyon bu sınırlar içindeyse, sürücü çıkış kapısına yönlendirilir. Çıkışta, ANPR sistemi aracın giriş yapanla eşleştiğinden emin olmak için aracı tekrar doğrular ve bilgisayarlı görü özellikli kameralar süreci herhangi bir usulsüzlük açısından izler. Sistem, aşırı yüklenmiş yükler veya sürücü anomalileri gibi durumlarda denetçileri uyarır ve uygun düzeltici eylemleri gerçekleştirir.

Link to this sectionYapay zeka ile sürücü uykululuğunu izleme#

ABD Ulaştırma Bakanlığı tarafından yapılan bir anket, kamyonların mal taşımacılığında en yaygın yöntem olduğunu gösteriyor. Kamyon şoförleri genellikle gece yolculukları da dahil olmak üzere uzun mesafeler kat ederler. Bu durum, kamyonların ağır makineleri ve malzemeleri sahalar arasında taşıması için gerekli olduğu inşaat sektöründe de geçerlidir ve bazen çok uzak mesafeler katedilir. Gece araç kullanmak yorgunluğa ve kaza riskinin artmasına yol açabilir. Araştırmalar, ölümcül kazaların %21'inin sürücü uykululuğundan kaynaklandığını gösteriyor.

To address this issue, truck manufacturers are using computer vision to monitor driver drowsiness. Computer vision techniques like facial recognition, pose estimation, and object detection can be used to monitor a driver’s eye movement, head position, and facial expressions. For example, if a driver’s eyelids close beyond a specified range, the system can detect it and sound the alarm to alert the driver. Driver drowsiness detection systems are widely used in Tata trucks and other automotive companies.

Şekil 3. Bilgisayarlı Görü ile Sürücü Uykululuğunu İzleme.

Link to this sectionOtonom inşaat araçları ve yapay zeka#

Şantiyelerdeki çalışma koşulları, özellikle aşırı sıcaklıklarda zorlu olabilir. Örneğin, kazı alanlarında çalışanlar genellikle verimli çalışma yeteneklerini etkileyen ve sık sık sıvı alımı ve dinlenme molaları gerektiren yoğun bir sıcaklıkla karşı karşıya kalırlar. Bu koşullardaki kesinti süresini azaltmaya yardımcı olmak için araştırmacılar, buldozerler ve vinçler gibi otonom inşaat araçları geliştiriyorlar.

Bu otonom makineler, araziyi analiz eden ve eğim, yumuşak zemin ve engebeli alanlar gibi faktörleri değerlendiren yüksek çözünürlüklü kameralar ve bilgisayarlı görü teknolojisi ile donatılmıştır. İnsanları ve ekipmanları tanımak için nesne tespiti kullanırlar ve bir engel tespit edildiğinde otomatik olarak durarak güvenliği artırırlar. Huazhong Bilim ve Teknoloji Üniversitesi'nden (HUST) araştırmacılar, Shantui ile işbirliği içinde, yakın zamanda -10°C kadar düşük aşırı sıcaklıklarda çalışabilen otonom bir buldozer geliştirdiler.

Şekil 4. Otonom bir buldozer örneği (kaynak: constructionworld.in).

Link to this sectionAğır iş makinelerinde yakıt optimizasyonu#

Yakıt optimizasyonu inşaat şirketleri için hayati önem taşır, ancak yakıt verimliliği uygulamalarını hayata geçirmek zor olabilir. Dalgalanan yakıt fiyatları ve inşaat araçlarını kullanan birden fazla sürücüyle, yakıt tüketimini manuel olarak yönetmek karmaşık hale gelir. Yapay zeka destekli yakıt yönetim sistemleri, süreci iyileştirmek ve yakıt tüketimini azaltmak için kullanılabilir.

Bu yapay zeka yakıt yönetim sistemleri, birden fazla rota seçeneği oluşturarak ve en yakıt verimli rotayı önererek yakıt kullanımını optimize etmek için büyük veri setleriyle eğitilir. Ayrıca, gerçek zamanlı vites değiştirme önerileri sağlamak için aracın motor kontrol ünitesine (ECU) entegre edilebilirler. Bu yapay zeka destekli önerileri takip ederek, farklı sürücülerin sürüş alışkanlıkları optimize edilebilir ve bu da yakıt verimliliğinin artmasını sağlar.

Şekil 5. Bir Kamyona Yakıt Doldurma.

Link to this sectionİnşaat ekipmanlarında yapay zekanın artıları ve eksileri#

Yapay zeka entegreli inşaat ekipmanları, veriye dayalı karar vermeden gerçek zamanlı izlemeye kadar bir dizi avantaj sunar. İşte bazı temel faydalar:

• Uzun ekipman ömrü: Düzenli izleme ve zamanında bakım, makinelerin ömrünü artırır.
• Daha az kesinti süresi: Otomatize edilmiş süreçler ve tahminleyici bakım ekipman kesinti süresini en aza indirir.
• Daha iyi karar verme: Veriye dayalı içgörüler sağlar, kaynakların ve operasyonların daha akıllıca yönetilmesine olanak tanır.

Ancak, yapay zekanın inşaatta giderek artan benimsenmesine rağmen, göz önünde bulundurulması gereken bazı zorluklar hala mevcuttur:

• Yüksek ilk yatırım: Yapay zeka uzun vadeli tasarruflara yol açabilse de, bu sistemleri uygulamanın ön maliyeti yüksektir, bu da küçük şirketler için bir engel olabilir.
• Gizlilik endişeleri: Yapay zeka büyük ölçüde veriye dayandığından, yetkisiz erişimi önlemek için bu bilgilerin güvenli depolanmasını ve korunmasını sağlamak kritik öneme sahiptir.
• Nitelikli iş gücü: Yapay zekayı inşaat ekipmanlarına entegre etmek uzmanlık eğitimi gerektirir ve çalışanlara bu teknolojilerin nasıl kullanılacağını öğretmek, özellikle zorlu programlarda önemli bir zorluk olabilir.

Link to this sectionYapay zeka destekli inşaat araçlarının etkisi#

İnşaat sektörü yapay zekayı hızla benimsiyor; Caterpillar ve Daimler gibi şirketler sürücüsüz kamyon geliştirme konusunda öncülük ediyor. 2019'da Daimler, 2027'ye kadar piyasaya çıkması beklenen otonom kamyonlarının çalışan bir prototipini tanıttı. Caterpillar'ın otonom taşıma kamyonu 797F, madencilik operasyonlarını şimdiden daha verimli hale getiriyor. BHP Group, Rio Tinto ve Barrick Gold gibi büyük şirketler 797F'yi günün her saati kullanıyor ve sıfır iş yeri yaralanması bildiriyor. Benzer şekilde, Çinli otonom kamyon şirketi TuSimple, kamyonlarının manuel olarak sürülenlere göre %11 daha yakıt verimli olduğunu iddia ediyor. Haziran 2023'te TuSimple, Çin'deki halka açık bir yolda 39 millik sürücüsüz sürüşü başarıyla tamamladı.

Otonom kamyonlar inşaat sektörünü olumlu yönde etkilemeye devam ederken, pazarın yıllık %10 bileşik büyüme oranıyla (CAGR) büyümesi bekleniyor. Yapay zeka destekli inşaat ekipmanları güvenliği ve yakıt verimliliğini artırdıkça, şirketler daha güvenli ve sürdürülebilir çalışma ortamlarına doğru ilerliyor.

Link to this sectionİnşaat araçlarında yapay zekanın geleceği#

Yapay zeka inşaat sektöründe oyunun kurallarını değiştiriyor ve ağır iş makinelerini daha akıllı, daha güvenli ve daha verimli hale getiriyor. Sürücüsüz araçlardan yakıt kullanımını optimize eden ve şantiyeleri gerçek zamanlı olarak izleyen yapay zeka sistemlerine kadar, bu teknolojiler hataları azaltmaya ve paradan tasarruf etmeye yardımcı oluyor. Yapay zekayı uygulamanın maliyeti ve çalışan eğitimi gibi zorluklar olsa da, faydaları çok büyük. İnovasyona yön veren yapay zeka ile inşaatın geleceği, her zamankinden daha üretken, sürdürülebilir ve yenilikçi olmaya aday.

Yapay zekayı merak mı ediyorsun? GitHub depomuza göz at ve diğer teknoloji meraklılarıyla bağlantı kurmak için topluluğumuza katıl. Sürücüsüz araçlar ve üretim gibi sektörlerde yapay zeka uygulamaları hakkında daha fazla bilgi edin.