İnşaat ekipmanlarında yapay zeka: Yeni bir inşa etme yolu

Normalde inşaat ekipmanları ve ağır makineler denince, bu güçlü makineleri manuel olarak kullanan insanları hayal ederiz. Ancak yapay zekanın yükselişiyle birlikte, birçok inşaat aracı artık riskleri azaltmak, güvenliği artırmak ve verimliliği yükseltmek için otomatikleştiriliyor. Otonom ve uzaktan kumandalı araçlar, inşaat sektöründe giderek daha yaygın hale geliyor.

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 en yüksek ölümcül yaralanma oranına sahip üçüncü sektör konumunda. Yapay zekayı inşaat işlerine entegre ederek bu ölümleri önemli ölçüde azaltabilir ve güvenlik önlemlerini iyileştirebiliriz. Bu makalede, yapay zekanın inşaat ekipmanlarını nasıl daha akıllı, daha güvenli ve daha verimli hale getirerek tüm inşaat sektöründe inovasyonu teşvik ettiğini keşfedeceğiz.

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 operasyonu optimize etmek, makine performansını izlemek ve bakım programlarını otomatikleştirmek için de kullanılabilir.

İşte bu yenilikleri mümkün kılan temel teknolojilere daha yakından bir bakış:

• 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 teknolojiler çalışanların sağlığını izlerken, yakınlık ve güvenlik sensörleri çalışanları tehlikelere karşı uyarır ve ekipman bakım gerektirdiğinde yönetime bildirim gönderir.
• Tahminleyici Analitik: Geçmiş verileri ve makine öğrenimini kullanan tahminleyici analitik, gelecekteki olayları öngörür, potansiyel sorunları tanımlar ve programların optimize edilmesine yardımcı olur. Ayrıca, sahadaki aksamaları önlemek için hava koşullarını da tahmin edebilir.

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

Link to this sectionAğır makinelerde bilgisayarlı görünün uygulamaları#

Bilgisayarlı görü, şantiyelerdeki ağır iş makinelerinin çalışma şeklini değiştirerek yeni ve yenilikçi çözümler sunuyor. İnşaat ekipmanlarında görüntü ve video analitiğinin potansiyelini sergileyen birkaç ilginç uygulamayı birlikte inceleyelim.

Link to this sectionYapay zeka ve insansız kantar istasyonları#

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

İnsansız kantar sistemleri, doğruluğu artırmaya, insan hatasını azaltmaya, süreci hızlandırmaya ve daha güvenli, daha verimli operasyonlar için gerçek zamanlı izleme ve şeffaflık sağlamaya yardımcı olabilir. Bu sistemler; sensörler, kameralar, LED ekranlar ve otomatik sesli yönlendirme gibi yapay zeka entegreli cihazları kullanarak tüm süreci kolaylaştırır. Kamyon giriş noktasına yaklaştığında, Otomatik Plaka Tanıma (ANPR) teknolojisiyle donatılmış kameralar aracın plakasını tespit eder ve kaydını doğrular. Kayıt geçerliyse sistem, tartım platformuna erişime izin verir.

Şekil 2. İnsansız Kantar.

IoT özellikli 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, bilgisayarlı görü özellikli kameralar ise süreci herhangi bir düzensizlik için izler. Sistem, aşırı yük veya sürücü anomalileri gibi durumlarda denetçileri uyarır ve uygun düzeltici işlemleri başlatır.

Link to this sectionYapay zeka ile sürücü uykusuzluğunu izleme#

ABD Ulaştırma Bakanlığı tarafından yapılan bir anket, kamyonların mal taşımacılığında en yaygın yöntem olduğunu gösteriyor. Kamyon sürücüleri genellikle gece yolculukları dahil olmak üzere uzun mesafeler kat ederler. Bu durum, ağır makine ve malzemelerin şantiyeler arasında taşınmasının bazen çok uzun mesafeler gerektirdiği inşaat sektörü için de geçerlidir. Gece araç kullanmak yorgunluğa ve kaza riskinin artmasına yol açabilir. Araştırmalar, ölümcül kazaların %21'inin sürücü uykusuzluğundan kaynaklandığını göstermektedir.

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 Uykusuzluğunu 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 hidrasyon ve dinlenme molaları gerektiren yoğun sıcağa maruz kalırlar. Bu koşullarda aksama 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 düzensiz alanlar gibi faktörleri değerlendiren yüksek çözünürlüklü kameralar ve bilgisayarlı görü teknolojisi ile donatılmıştır. İnsanları ve ekipmanları tanımak için nesne algılamayı kullanır ve bir engel algılandığında otomatik olarak durarak güvenliği artırırlar. Huazhong Bilim ve Teknoloji Üniversitesi'nden (HUST) araştırmacılar, Shantui ile işbirliği içinde, yakın zamanda -10°C gibi aşırı düşük sıcaklıklarda çalışabilen otonom bir buldozer geliştirdiler.

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

Link to this sectionAğır makinelerde yakıt optimizasyonu#

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

Bu yapay zeka yakıt yönetim sistemleri, birden fazla rota seçeneği oluşturarak ve en yakıt tasarruflu rotayı önererek yakıt kullanımını optimize etmek için büyük veri kümeleriyle eğitilir. Ayrıca, gerçek zamanlı vites değiştirme önerileri sağlamak için aracın motor kontrol ünitesi (ECU) ile 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 İkmali.

Link to this sectionİnşaat ekipmanlarında yapay zekanın artıları ve eksileri#

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

• Uzun ekipman ömrü: Düzenli izleme ve zamanında bakım, makinelerin ömrünü uzatır.
• Azalan duruş süresi: Otomatik süreçler ve kestirimci bakım, ekipman duruş sürelerini en aza indirir.
• Daha iyi karar alma: Veriye dayalı içgörüler sağlayarak kaynakların ve operasyonların daha akıllıca yönetilmesine olanak tanır.

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

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

Link to this sectionYapay zeka destekli inşaat araçlarının etkisi#

İnşaat sektörü, Caterpillar ve Daimler gibi şirketlerin kendi kendine giden kamyonlar geliştirme konusunda öncülük etmesiyle yapay zekayı hızla benimsiyor. 2019 yılında Daimler, 2027 yılına kadar piyasaya sürülmesi beklenen otonom kamyonlarının çalışan bir prototipini tanıttı. Caterpillar'ın otonom hafriyat kamyonu 797F, madencilik operasyonlarını şimdiden daha verimli hale getiriyor. BHP Group, Rio Tinto ve Barrick Gold gibi büyük şirketler 797F'yi 7/24 kullanıyor ve sıfır iş yeri yaralanması rapor ediyor. Benzer şekilde, Çinli otonom kamyon şirketi TuSimple, kamyonlarının manuel sürülenlere göre %11 daha yakıt verimli olduğunu iddia ediyor. Haziran 2023'te TuSimple, Çin'deki açık bir kamu yolunda 39 millik sürücüsüz bir sürüşü başarıyla tamamladı.

Otonom kamyonlar inşaat sektörünü olumlu etkilemeye devam ettikçe, pazarın yıllık bileşik büyüme oranının (CAGR) %10 olması bekleniyor. Yapay zeka destekli inşaat ekipmanlarının güvenlik ve yakıt verimliliğini artırmasıyla birlikte şirketler daha güvenli ve sürdürülebilir çalışma ortamlarına doğru ilerliyor.

Link to this sectionİnşaat araçlarında yapay zeka için gelecek yol haritası#

Yapay zeka inşaat sektöründe ezber bozuyor ve ağır makineleri daha akıllı, daha güvenli ve daha verimli hale getiriyor. Kendi kendine giden araçlardan yakıt kullanımını optimize eden ve şantiyeleri gerçek zamanlı izleyen yapay zeka sistemlerine kadar, bu teknolojiler hataları azaltmaya ve tasarruf etmeye yardımcı oluyor. Yapay zekayı uygulamanın maliyeti ve çalışan eğitimi gibi zorluklar olsa da, faydaları çok büyük. Yapay zekanın inovasyonu yönlendirmesiyle, 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. Otonom sürüş ve üretim gibi sektörlerdeki yapay zeka uygulamaları hakkında daha fazla bilgi edin.