استخدام تقنيات الذكاء الاصطناعي في الهندسة المدنية

الذكاء الاصطناعي هو تقنية مرتبطة بمحاكاة الذكاء البشري في الآلات لتمكين التعلم وحل المشكلات.

حيث يجعل الذكاء الاصطناعي عملية صنع القرار بسيطة وسريعة وفعالة.

ويتضمن مجموعة كاملة من العمليات في الهندسة المدنية لتعزيز عمليات البناء وتغيير طريقة عمل المهندسين والبنائين.

كما أنه يجلب فوائد كبيرة في الهندسة المدنية للتصميم الهندسي والتحليل وإدارة البناء، مقارنة بالطرق التقليدية.

تتناول هذه المقالة بعض الطرق التي يتم من خلالها استخدام الذكاء الاصطناعي في الهندسة المدنية.

أهمية الذكاء الاصطناعي في الهندسة المدنية

تتمثل الفكرة الأساسية وراء دمج الذكاء الاصطناعي والأتمتة في الهندسة المدنية في أداء مهمة باستخدام الخوارزميات والآلات بطريقة أكثر كفاءة مما هو متوقع من البشر.

وتمتلك خوارزميات الذكاء الاصطناعي القدرة على مساعدة قطاع البناء في التغلب على التحديات وتحسين الإنتاجية والكفاءة بشكل عام.

حيث تستهلك الطرق التقليدية المستخدمة لنمذجة الأنظمة الهيكلية المعقدة وتحسينها وقتًا كبيرًا وموارد حوسبة.

لكن الخوارزميات القائمة على الذكاء الاصطناعي توفر بدائل أفضل لحل المشكلات في الهندسة المدنية.

ويتم الحصول على البيانات المطلوبة لتطوير خوارزميات الذكاء الاصطناعي باستخدام آلات مبرمجة مثل الطائرات بدون طيار والكاميرات الذكية وأجهزة الاستشعار الذكية وما إلى ذلك.

ويتم تحليل البيانات لتحديد جميع الانحرافات والشذوذ في البناء الممكنة.

كما تستخدم خوارزميات الذكاء الاصطناعي أيضًا طرق التجربة والخطأ لتحديد أفضل عملية يجب اتباعها اعتمادًا على ظروف الموقع.

ومن ثم، فإن مثل هذا التنفيذ لتنفيذ المشروع يحسن جودة وإنتاجية المشروع ككل.

تقنيات الذكاء الاصطناعي في الهندسة المدنية

فيما يلي بعض تقنيات الذكاء الاصطناعي المستخدمة في الهندسة المدنية:

1.      الحوسبة التطورية  (EC)

الحوسبة التطورية (EC) هي فئة فرعية من الذكاء الاصطناعي يتم استخدامها في الهندسة المدنية لعدة عقود.

حيث تستخدم عملية تكرارية وهي طريقة فعالة لحل مشاكل التحسين المعقدة.

إن الخوارزميات التطورية القياسية المستخدمة في الهندسة المدنية هي الخوارزميات الجينية (GAs) وأنظمة المناعة الاصطناعية (AIS) والبرمجة الجينية (GP).

2.      الشبكات العصبية الاصطناعية (ANNs)

تقوم الشبكات العصبية بجمع وحفظ وتحليل ومعالجة كميات هائلة من البيانات التي تم الحصول عليها من التجارب أو التحليلات العددية لتوفير الحلول الأساسية للمشاكل الهندسية المعقدة.

لها تطبيقات واسعة في دراسة مواد البناء، والهندسة الإنشائية، والهندسة الجيوتقنية، وإدارة البناء، وتحديد العيوب الهيكلية.

3.      الأنظمة الضبابية

النظام الضبابي هو أداة لتكييف طريقة التفكير البشري وحل المشكلات عند التعامل مع المشكلات غير المؤكدة التي تواجهها مشاريع البناء.

ويأخذ في الاعتبار العديد من الجوانب مثل جودة المواد والمعدات واللوجستيات والمخاطر المادية المرتبطة مباشرة بالقدرة الإدارية والمالية.

4.      نظام خبير

يستخدم النظام الخبير على نطاق واسع في هندسة البناء والهندسة الأرضية والهندسة الجيوتقنية والاستكشاف الجيولوجي والوقاية من الكوارث وهندسة المواد وصناعة البتروكيماويات.

تعتمد هذه الطريقة على المعرفة الحالية للخبراء البشريين لإنشاء نظام معرفة.

يركز النظام على منطقة معينة ويستخدم كل المعارف والخبرات المقابلة المخزنة في نظام البرمجة لحل المشكلات المعقدة.

مزايا الذكاء الاصطناعي في الهندسة المدنية

1.      منع تجاوز التكلفة

يساعد الذكاء الاصطناعي على التنبؤ بتجاوزات التكلفة بناءً على حجم المشروع ونوع العقد.

فهو يشير إلى مستوى كفاءة مديري المشاريع والموظفين ويوفر لهم تدريبًا في الحياة الواقعية لتعزيز مهاراتهم ومعارفهم بسرعة.

وتعتبر ANN  هي إحدى تقنيات الذكاء الاصطناعي المستخدمة في إدارة مشاريع البناء.

2.      تقليل مخاطر الحوادث 

يمكّن الذكاء الاصطناعي المقاولين ومديري المشاريع من مراقبة المخاطر وتحديد أولوياتها في موقع العمل ويجعل الفريق يركز عليها.

فعلى سبيل المثال، في موقع البناء، يقوم فريق مراقبة المشروع بتصنيف المقاولين من الباطن بناءً على درجة المخاطر.

ويعمل مديرو البناء عن كثب مع موقع عمل المقاول من الباطن الذي لديه درجة عالية من المخاطر.

3.      كفاءة تخطيط المشروع

يتم التقاط عمليات المسح ثلاثية الأبعاد لمواقع البناء بشكل مستقل باستخدام الروبوتات، ويتم إدخال هذه البيانات في الشبكات العصبية التي يمكنها تصنيف حالة اكتمال المشاريع المختلفة.

إذا خرج المشروع عن المسار الصحيح، يمكن للفريق التركيز على المشكلات وتجنب المشكلات الرئيسية.

4.      زيادة الإنتاجية في مواقع العمل

يعد استخدام الآلات ذاتية القيادة لأداء أنشطة البناء المتكررة مثل صب الخرسانة واللحام والهدم والبناء أكثر كفاءة مقارنة بالعمل البشري.

حيث توجد جرافات مستقلة لأداء أعمال الحفر والتحضير في موقع البناء.

ويتم التحكم فيها من قبل مبرمج بشري ويتم إنجاز المهمة وفقًا للمواصفات المطلوبة.

كما يساعد استخدام أدوات التعرف على الوجه والكاميرات الموجودة في الموقع والتقنيات الأخرى مديري المشاريع على تتبع العمل في الموقع في الوقت الفعلي.

وتمكن هذه التقنيات أخيرًا من تقييم إنتاجية العمال ومطابقتها للمعايير المطلوبة.

عيوب الذكاء الاصطناعي في الهندسة المدنية

1.      التكلفة

يستخدم الذكاء الاصطناعي فقط من قبل المنظمات التي يمكنها تحمل تكاليف التنفيذ والصيانة، ويعد دمج الروبوتات والآلات المعقدة الأخرى أمرًا مكلفًا.

2.      ارتفاع معدل البطالة

يشجع الذكاء الاصطناعي المزيد من تقنيات الكمبيوتر والروبوتات الصناعية التي تتطلب عددًا أقل من العاملين البشريين، وبالتالي، فإن لها تأثير سلبي على سوق العمل.

للاطلاع على المزيد من الأخبار المعمارية