İnşaat ekipmanlarında yapay zeka: Yeni bir inşa etme yolu

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

Örneğin, Volvo yakın zamanda kum, çakıl ve moloz gibi ağır malzemeleri şantiyelere taşımak için özel olarak tasarlanmış, tamamen otonom bir damper olan TA15'i geliştirdi. ABD Çalışma Bakanlığı'na göre, inşaat sektörü en yüksek ölümcül yaralanma oranına sahip üçüncü sektördür. Yapay zekayı inşaata entegre ederek, bu ölümleri önemli ölçüde azaltabilir ve güvenlik önlemlerini iyileştirebiliriz. Bu makalede, yapay zekanın inşaat ekipmanlarını daha akıllı, daha güvenli ve daha verimli hale getirerek ve inşaat sektöründe inovasyonu teşvik ederek nasıl geliştirdiğini inceleyeceğiz.

Yapay zekanın inşaat ekipmanlarına nasıl entegre edildiğini anlama

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 ekipman operasyonunu optimize etmek, makine performansını izlemek ve bakım programlarını otomatikleştirmek için inşaat ekipmanlarında da kullanılabilir. 

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

• Bilgisayarlı Görü: Makineler, inşaat sahalarını izlemeye, envanteri takip etmeye, işçilerin güvenlik ekipmanı kullandığından emin olmaya ve yüz tanıma yoluyla katılımı izlemeye yardımcı olan Ultralytics YOLOv8 gibi gelişmiş modelleri kullanarak görsel verileri gerçek zamanlı olarak analiz edebilir.
  ‍
• 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 ekipmanın bakım gerektirmesi durumunda yönetime bildirimde bulunur.
  ‍
• Tahmine Dayalı Analiz: Tahmine dayalı analiz, geçmiş verileri ve makine öğrenimini kullanarak gelecekteki olayları tahmin eder, potansiyel sorunları belirler ve programları optimize etmeye yardımcı olur. Ayrıca, saha içi aksamaları önlemek için hava koşullarını da tahmin edebilir.

‍

Bilgisayar görüşünün ağır makinelerde uygulamaları

Görüntü işleme, ağır makinelerin şantiyelerde çalışma şeklini değiştirerek yeni ve yenilikçi çözümler sunuyor. İnşaat ekipmanlarında görüntü ve video analizinin potansiyelini sergileyen birkaç ilginç uygulamaya göz atalım. 

Yapay zeka ve insansız kantarlar

Kantar, ağır hizmet araçlarının ağırlığını ölçmek için kullanılan bir terazidir. Bu, inşaat sırasında araçların taşımacılık sırasında güvenlik ağırlık sınırlarına uymasını sağlamak için çok önemlidir. Geleneksel olarak, bu süreç bir kabin operatörünün araç giriş ve çıkış saatleri, kayıt numaraları ve yük ağırlıkları gibi ayrıntıları manuel olarak kaydetmesine dayanır. Ancak, bu manuel yaklaşım yavaş olabilir, insan hatasına açık olabilir ve şeffaflıktan yoksun olabilir.

İnsansız kantarlar, doğruluğu artırmaya, insan hatasını azaltmaya, süreci hızlandırmaya ve daha güvenli ve verimli operasyonlar için gerçek zamanlı izleme ve şeffaflık sağlamaya yardımcı olabilir. Tüm süreci kolaylaştırmak için sensörler, kameralar, LED ekranlar ve otomatik sesli yönlendirme gibi yapay zeka entegre cihazları kullanırlar. Kamyon giriş noktasına yaklaşırken, Otomatik Plaka Tanıma (ANPR) teknolojisi ile donatılmış kameralar aracın plakasını algılar ve kaydını doğrular. Kayıt geçerliyse, sistem tartım ölçeğine erişim izni verir. 

‍

IoT özellikli hareket halindeyken tartım sensörleri, kamyonun ağırlığını hareket halindeyken ölçer ve gerekirse sürücüyü doğru tartım için doğru pozisyonda durması için uyarır. Ağırlık verileri analiz edilir ve önceden tanımlanmış limitlerle karşılaştırılır ve kamyon bu sınırlar içindeyse, sürücü çıkış kapısına yönlendirilir. Çıkışta, ANPR sistemi, araca giren araçla eşleştiğinden emin olmak için aracı yeniden doğrular ve bilgisayarlı görü özellikli kameralar herhangi bir usulsüzlük olup olmadığını izler. Sistem, amirleri uyarır ve aşırı yük veya sürücü anormallikleri gibi sorunlar durumunda uygun düzeltici önlemleri alır.

Yapay zeka ile sürücü uyuşukluğunu izleme

ABD Ulaştırma Bakanlığı'nın yaptığı bir araştırmaya göre, kamyonlar mal taşımacılığında en yaygın kullanılan yöntemdir. Kamyon sürücüleri genellikle gece yolculukları da dahil olmak üzere uzun mesafeler kat ederler. Bu durum, kamyonların ağır makine ve malzemeleri şantiyeler arasında, bazen de çok uzak mesafelere taşımak için gerekli olduğu inşaat sektörü için de geçerlidir. Gece araç kullanmak yorgunluğa ve kaza riskinin artmasına neden olabilir. Araştırmalar, ölümcül kazaların %21'inin sürücü uykusuzluğundan kaynaklandığını göstermektedir. 

Bu sorunu çözmek için, kamyon üreticileri sürücü uyuşukluğunu izlemek için bilgisayarlı görü kullanıyor. Yüz tanıma, poz tahmini ve nesne tespiti gibi bilgisayarlı görü teknikleri, bir sürücünün göz hareketini, baş pozisyonunu ve yüz ifadelerini izlemek için kullanılabilir. Örneğin, bir sürücünün göz kapakları belirtilen aralığın ötesinde kapanırsa, sistem bunu algılayabilir ve sürücüyü uyarmak için alarm çalabilir. Sürücü uyuşukluğu tespit sistemleri, Tata kamyonlarında ve diğer otomotiv şirketlerinde yaygın olarak kullanılmaktadır.

‍

Otonom inşaat araçları ve AI

Şantiyelerdeki çalışma koşulları, özellikle aşırı sıcaklıklarda zorlu olabilir. Örneğin, kazı alanlarında işçiler genellikle yoğun ısıya maruz kalır, bu da verimli çalışma yeteneklerini etkiler ve hidrasyon ve dinlenme için sık sık molalar vermelerini gerektirir. Bu koşullarda arıza süresini azaltmaya yardımcı olmak için araştırmacılar, buldozerler ve vinçler gibi otonom inşaat araçları geliştiriyor.

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

‍

Ağır makinelerde yakıt optimizasyonu

Yakıt optimizasyonu inşaat şirketleri için hayati öneme sahiptir, ancak yakıt verimliliği uygulamalarını uygulamak zor olabilir. Dalgalanan yakıt fiyatları ve inşaat araçlarını kullanan birden fazla sürücü ile yakıt tüketimini manuel olarak yönetmek karmaşık hale gelir. Yapay zeka odaklı 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 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 odaklı önerileri izleyerek, farklı sürücülerin sürüş alışkanlıkları optimize edilebilir ve bu da yakıt verimliliğinin artmasına neden olur.

‍

İnşaat 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 faydaları:

• Ekipman ömrünün uzaması: Düzenli izleme ve zamanında bakım, makinelerin ömrünü uzatır.
  ‍
• Daha az arıza süresi: Otomatikleştirilmiş süreçler ve tahmine dayalı bakım, ekipman arıza süresini en aza indirir.
  ‍
• Daha iyi karar verme: Veriye dayalı içgörüler sağlayarak, kaynakların ve operasyonların daha akıllıca yönetilmesini sağlar.

Ancak, yapay zekanın inşaat sektöründe giderek daha fazla benimsenmesine rağmen, dikkate alınması gereken bazı zorluklar hala mevcuttur:

• Yüksek başlangıç yatırımı: Yapay zeka uzun vadede tasarruf sağlayabilse de, bu sistemleri uygulamanın maliyeti önemli ölçüde yüksektir ve bu da küçük şirketler için bir engel olabilir.
  ‍
• Gizlilik endişeleri: Yapay zeka büyük ölçüde verilere dayandığından, yetkisiz erişimi önlemek için bu bilgilerin güvenli bir şekilde depolanmasını ve korunmasını sağlamak kritik öneme sahiptir.
  ‍
• Nitelikli işgücü: Yapay zekayı inşaat ekipmanlarına entegre etmek özel eğitim gerektirir ve işçilere bu teknolojileri nasıl kullanacaklarını öğretmek, özellikle yoğun programlarla önemli bir zorluk olabilir.

Yapay zeka güdümlü inşaat araçlarının etkisi

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

Otonom kamyonlar inşaat sektörünü olumlu yönde etkilemeye devam ederken, pazarın %10'luk bir bileşik yıllık büyüme oranı (CAGR) ile büyümesi bekleniyor. AI güdümlü inşaat ekipmanları güvenliği ve yakıt verimliliğini artırırken, şirketler daha güvenli, daha sürdürülebilir çalışma ortamlarına doğru ilerliyor.

İnşaat araçlarında AI için gelecek

Yapay zeka, inşaat sektöründe ezber bozan bir teknolojidir ve ağır makineleri daha akıllı, daha güvenli ve daha verimli hale getirmektedir. Kendi kendine giden 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 ve çalışanları eğitmenin maliyeti gibi zorluklar olsa da, faydaları önemli ölçüdedir. Yapay zeka inovasyonu yönlendirdiği için, inşaatın geleceği her zamankinden daha üretken, sürdürülebilir ve yenilikçi olmaya hazırlanıyor. 

Yapay zeka hakkında meraklı mısınız? GitHub depomuza göz atın ve diğer teknoloji meraklılarıyla bağlantı kurmak için topluluğumuza katılın. Otonom sürüş ve üretim gibi sektörlerdeki yapay zeka uygulamaları hakkında daha fazla bilgi edinin.