Saiba como algoritmos de software e a robótica mudarão drasticamente o processo de criação de projetos.
Com os avanços de projetos, algoritmos de software e a robótica, nossos processos atuais vão mudar um pouco nos próximos três a dez anos. Veremos mais e mais projetos feitos por computadores e máquinas do que jamais vimos.
Em vez do Building Information Modeling (BIM), vamos ver o Building Information Optimization. Em vez de desenhar manualmente paredes, portas e colunas para o que consideramos um bom projeto, alimentaremos as “regras” do computador, instruindo-nos a fornecer o espaço ideal, a capacidade de carga estrutural e o desempenho térmico do edifício. Coisas que levaram meses serão feitas em um dia. O que isso significa para você? Como você desempenha um papel nesses processos de mudança?
EM QUE ESTÁGIO ESTAMOS?
A maioria das empresas que atualmente usam o software BIM estão concentradas na coleta de dados. Projetamos os edifícios manualmente, inserimos os dados manualmente e depois imprimimos os dados manualmente. Este sistema funciona na maior parte; no entanto, não é muito eficiente. A propósito, a maioria das empresas nem mesmo estão executando esse processo muito bem. A maioria das empresas está usando seu software BIM como se fosse um programa CAD.
Em seu livro, Rise of the Robots: tecnologia e a ameaça de um futuro sem emprego, Martin Ford discute como os algoritmos e robôs substituirão empregos com salários mais baixos, como atendentes de fast food e empregos com salários mais altos, como escritores e profissionais da área jurídica. Quais padrões você está vendo em sua própria indústria? Que lugar robôs e algoritmos podem ter no escritório e no campo?
O filme Eu, Robô, levanta a questão: “Um robô poderia escrever uma sinfonia? E transformar uma tela em uma bela obra de arte?” Em um artigo da Slate.com, Chris Wilson afirma:“ Cope tem escrito um software para ajudá-lo a compor músicas por 30 anos e a um tempo chegou ao nível em que as pessoas não conseguem diferenciar uma composição humana e uma composição criada por um computador. O público foi levado às lágrimas por melodias criadas por algoritmos”.
Pindar Van Arman, artista de tecnologia e engenheiro de software, construiu um robô que pode pintar. Van Arman, que é um ávido pintor, construiu o robô como assistente de seus projetos pessoais. Agora o robô pode fazer belos retratos e paisagens, seja com a ajuda de um humano ou inteiramente sozinho.
Aqui está outra pergunta para você: um algoritmo pode projetar um prédio? Um robô pode construir uma estrutura? Se uma ferramenta não existir ou se houver uma limitação em um programa, agora poderemos criar nossas próprias ferramentas. Esse recurso existia com coisas como rotinas de Lisp no AutoCAD e Dynamo para Revit. Se você ainda não pegou o trem do Dynamo, você precisa.
Modelagem Estática vs Parametrização e Inteligência Artificial
Como o projeto é pensado em seu escritório? A arquitetura é tipicamente modelada em um software de design estático como o Sketchup? É claro que o bom do software de modelagem conceitual é que você não precisa pensar tanto em montagens, materialidade etc.
E se pudéssemos fazer várias iterações de projeto em uma ferramenta conceitual sem ter que remodelar nossos prédios sempre que houvesse uma mudança? A vantagem mais óbvia é a eficiência de não ter que remodelar uma e outra vez. Podemos criar várias iterações de maneira muito eficiente.
FormIt é outra ferramenta de modelagem conceitual. Uma boa vantagem sobre o FormIt é a capacidade de integração com o Dynamo.
No futuro, em vez de coletar dados e gerar relatórios sobre esses dados, usaremos os dados para informar nossos projetos. Podemos usar a parametrização mais voltada ao BIM para nos ajudar a resolver problemas.
No escritório da Autodesk, um dos membros da equipe de desenvolvimento elaborou um edifício utilizando o FormIT em conjunto com o Dynamo, conforme pode ser visto abaixo.
Este projeto teve um problema com os vidros da fachada, que não poderiam ser curvados (o fabricante fornecia apenas placas planas). Para a resolução deste problema, uma combinação de matemática e automatização com o Dynamo resolveu.
Outros editores visuais de algoritmos, como o Grasshopper mostram a facilidade em editar a geometria e restringir o mesmo problema dos painéis, mantendo-os planares. À medida que as ferramentas se tornarem mais fáceis de usar, veremos uma taxa de adoção maior destes softwares.
O custo das máquinas versus humanos
No passado, se pedíssemos a um humano para cortar esses feixes, o preço teria sido mais caro, dada a complexidade dos modelos e do formulário. No entanto, se estivermos usando um CNC para cortar vigas retas ou curvas, o preço é o mesmo. Mas o que acontece com o trabalho do fabricante tradicional? A máquina o substitui? Não. Ele agora opera e mantém o maquinário. A máquina e o artesão tornam-se uma equipe integrada.
Desperdício de Dados e Interoperabilidade
Resíduos de Dados
Todo mundo já ouviu falar de resíduos de construção. É basicamente o resultado de eliminar o excesso de material enquanto se constrói um prédio com os resíduos sendo destruídos ou colocados em um aterro. O que é desperdício de dados? O desperdício de dados é o processo de não usar dados ou recriar dados por meio de um ciclo de vida de construção. Nós fazemos isso o tempo todo. O que acontece quando você recebe um briefing arquitetônico feito no Excel com todas as informações, incluindo a área necessária, afinidades, ambientes, cômodos, etc.? Se você for como a maioria das empresas, imprima o formulário do Excel ou o tenha no segundo monitor enquanto projeta no SketchupUp ou no Revit.
Existem muitos suplementos de importação / exportação do Revit X Excel, e não há motivo para recriar os mesmos dados que estão no Excel, no Revit. Essas ferramentas podem e devem conversar entre si.
Interoperabilidade
Quais ferramentas de design você usa? Se você é como a maioria das empresas, provavelmente está projetando no Sketchup e talvez um pouco de FormIt ou Rhino. O que acontece quando você começa a projetar o desenvolvimento? Você está recriando o modelo que estava no Sketchup no Revit agora? Observe a perda de dados. E se você pudesse clicar em um botão e traduzir seu modelo de Sketchup / Rhino para Revit?
No futuro, não passaremos meses traduzindo informações de um software para outro software. Eu imagino que no futuro, a nuvem será independente de software, e nós seremos capazes de criar, manipular e capturar informações, independentemente do software em que a geometria foi criada.
AI (Inteligência Artificial) BIM
É onde fica interessante… os computadores poderão receber um conjunto de tarefas, regras e processos e ser capazes de executá-los de forma autônoma e mais eficiente que os humanos.
Automação de tarefas com AI BIM
Nós vemos sugestões de Inteligência Artificial (AI) BIM hoje. Você gosta de criar PDFs manualmente, exportar arquivos DWG e desanexar modelos do Revit? Em um futuro muito próximo, você não vai. Isso está disponível agora. A clareza do produto do IMAGINIT automatiza tarefas como impressão, publicação no Navisworks e criação de folhas de dados. O ROI é absurdo.
Imagine se o computador soubesse quando eram marcos, quando o modelo mudava e ser capaz de reagir exportando as informações para os consultores. Dê mais um passo. E se toda a modelagem fosse feita na nuvem e você tivesse conjuntos PDF ao vivo? Toda vez que uma mudança aconteceu, seu PDF foi atualizado em tempo real. Não é tão difícil imaginar, dado onde estamos hoje.
Coordenação AI BIM com o 3D
O tradicional processo de detecção de conflitos / coordenação 3D está prestes a ser revisado. A Building System Planning, Inc., possui uma ferramenta de Recurso de Rota Automática chamada “GenMEP” (Generative Design MEP). Imagine uma ferramenta que direcione dutos e tubulações enquanto estiver ciente de objetos e perdendo as informações de vigas e outras informações do MEP. Atualmente, o usuário informa à ferramenta quais peças devem ser conectadas e encaminha as informações que faltam à estrutura / MEP. Em vez disso, imagine alimentar o computador com os requisitos de carga, tipos de quarto, etc., e o algoritmo do computador projetando, roteando e modelando de forma autônoma as informações do MEP. Qual será o tempo economizado durante o processo de coordenação 3D quando o GC estiver envolvido? O que acontece quando os subs possuem essa mesma tecnologia? Acho que veremos essa tecnologia nos próximos três anos.
Análise e Design com AI BIM
Análise manual e modelagem estão indo embora. O GRAITEC Advance BIM Designer Collection já criou uma ferramenta que é um programa de cálculo de reforço orientado pelo projeto para modelagem em gaiola 3D e automatiza a produção de documentação para pilares, vigas e pilares de concreto armado. É apenas uma questão de tempo até que essa ferramenta se torne mainstream.
Imagine nos próximos cinco a dez anos, a análise estrutural tendo uma influência mais direta no projeto arquitetônico. Ele já faz hoje, mas com os avanços na ciência de materiais, biomateriais e modelagem algorítmica, pudemos ver edifícios estruturais extremamente eficientes com metade do material.
Arquitetura utilizando AI BIM
Nate Holland no NBBJ executou um processo incrível como parte de sua tese na faculdade. Ele construiu um algoritmo que otimizava seu prédio para aumentar a receita a uma taxa maior que o custo, maximizando o espaço de varejo, as vistas do oceano e as placas de piso. A premissa é criar uma equipe integrada, o designer e o computador. Juntos, o designer pode alimentar o computador com uma série de regras, requisitos e parâmetros. O computador pode retornar uma lista de opções que atendem a esse critério com base nos parâmetros definidos pelo designer.
Com o gráfico abaixo, podemos ver onde cada projeto se relaciona com os custos que superam os benefícios e os benefícios que superam os custos.
O algoritmo de Nate usa uma ferramenta chamada Galapagos que auxilia na otimização do prédio. Existe uma ferramenta que foi criada para o Dynamo com uma funcionalidade semelhante chamada Optimio. Está nos estágios iniciais do desenvolvimento, porém com mais e mais ferramentas como essa, podemos esperar ver mais otimização, e não menos. No futuro, imagino uma ferramenta ou, provavelmente, uma série de ferramentas que utilizem todos os códigos internacionais, as regras estabelecidas pelo arquiteto e engenheiro, e crie uma série de opções otimizadas com base nas restrições desejadas.
Da mesma forma, essas ferramentas de projeto levarão em consideração outros fatores, como análise de iluminação natural, cargas de aquecimento e resfriamento, porcentagens de envidraçamento, etc., e nos ajudarão a projetar edifícios mais sustentáveis. Qual é o processo que usamos agora para sustentabilidade? Projetamos manualmente um edifício usando nosso software de escolha, “coletar dados” e ajustamos adequadamente usando um processo de modelagem manual. Repetir. E se nós alimentássemos o computador com nosso modelo e pedíssemos ao algoritmo para otimizar nossa iluminação natural? Podia analisar, modificar, analisar, modificar, analisar, até encontrar a sua forma ideal para maximizar a iluminação natural do edifício em relação às coordenadas e ao sol. Já existem algoritmos que podem fazer isso. É apenas uma questão de tempo até que sejam intuitivos o suficiente para que a maioria dos profissionais de design em nosso setor os use.
Engenharia de Opções
Pessoalmente, acredito que a razão pela qual a opção de engenharia não decolou é que o software não é tão intuitivo quanto esboçar ferramentas como o Sketchup, então os projetistas não querem usá-lo.
AR / VR
Você não pode falar sobre o futuro do nosso setor sem tocar no VR / AR. No futuro, não teremos que escolher entre realidade virtual e headsets de realidade mista. Os headsets do futuro terão lentes que serão capazes de acomodar a realidade virtual e a realidade mista.
Além disso, à medida que o hardware se torna mais leve e mais confortável, nós os usamos ao longo do dia e não apenas quando queremos ver uma renderização. Espere ver o fone de ouvido VR / AR híbrido dentro de dois anos. Com acessórios adicionais que nos permitem sentir pressão, temperatura e cheiros, será muito mais difícil decifrar o virtual do real.
Como os robôs mudarão drasticamente o setor de construção?
Os robôs da indústria da construção serão como os robôs da indústria alimentícia? Acredito que os robôs do futuro se parecerão mais com máquinas do que com pessoas.
Os robôs certamente não podem fazer muitas das mesmas tarefas que os humanos fazem, como navegar em um canteiro de obras, certo? A Uber investiu pesado em carros autônomos que navegam pelas ruas da cidade com pedestres e outros civis em seus próprios veículos. Esses carros autônomos têm algoritmos de prevenção de objetos que são alimentados com informações de sensores montados no veículo. É apenas uma questão de tempo até que os robôs trabalhem lado a lado com os trabalhadores da construção civil.
Os robôs já estão aparecendo em construção. Abaixo está um robô que está ajudando os trabalhadores a colocar o calçamento com mais eficiência (e a poupar problemas em costas e joelhos).
Os trabalhadores alimentam os tijolos até o topo do robô, e o robô da máquina coloca os tijolos no padrão desejado. Arch_Tec_Lab é uma instalação de teste para Fabricação Robótica em Arquitetura localizada em Zurique, Suíça. A instalação está atualmente prototipando robôs e seu uso na construção. O pensamento por trás da instalação é não ser limitado por um caminho bidirecional semelhante à construção automática, mas ser completamente livre para montar formas complexas usando o eixo 40 de movimento da matriz robótica.
O SAM (Semi-Automated Mason) é um robô projetado para tornar o processo de construção mais eficiente. Custando meio milhão de dólares, seus criadores afirmam que o SAM pode colocar entre 800 e 1.200 tijolos em um único dia – um pedreiro humano experiente está com 500. A linha de robôs pedreiros de Hadrian afirma que seu robô pode colocar 1.000 tijolos por hora!
As impressoras 3D agora estão saindo do escritório e construindo no local para dimensionar. Com o advento da impressão em 3D e da ciência dos materiais, veremos mais edifícios únicos em vez das tradicionais caixas. Isso porque, do ponto de vista do trabalho, não custará mais construir um retângulo do que um oval.
Drones estão rapidamente encontrando seu lugar no mundo da construção. Isso não é novidade. Eles ajudam com caminhadas de trabalho mais eficientes, funcionários menos feridos, etc. No entanto, você sabia que eles estão ajudando agora com o processo de construção real também? Uma equipe da Gensler em Los Angeles lançou um protótipo de drone de impressão 3D. Seu objetivo era resolver a questão tradicional das impressoras 3D, o tamanho do leito de impressão. Também ajuda onde um local de construção pode ser difícil de obter materiais.
O arquiteto Ammar Mirjan programou uma pequena coleção de drones para fazer centenas de blocos formarem uma torre de seis metros de altura. Foi o primeiro para os drones. Tudo somado, os robôs são drasticamente mais rápidos que os humanos e nunca se cansam ou se machucam. Eles nunca apresentarão uma reivindicação de compensação do trabalhador. A construção responde por um quinto de todas as mortes de trabalhadores americanos no trabalho. Isso é apenas nos EUA! Em 2014, o governo contabilizou 870 trabalhadores da construção civil mortos.
A Internet das Coisas
Se você combina robótica, construção e a Internet das Coisas (IoT), é aí que fica empolgante. Como o carro Uber que nunca entra em outros objetos, imagine se os drones e as máquinas estivessem cientes dos objetos e não pudessem se encontrar com humanos.
Atualmente, nossa equipe usa uma tecnologia chamada fotogrametria. Temos uma câmera que se conecta à IoT. Com base em um sinal WiFi fornecido pela câmera, podemos controlar a câmera usando o iPad. É uma tecnologia muito legal, e os empreiteiros em geral estão amando isso. Imagine se você pudesse enviar uma equipe de minúsculos drones para escanear uma propriedade em vez de um ser humano ter que arrastar uma câmera pesada no local? Eu antecipo que veremos essa tecnologia nos próximos três a cinco anos.
Como você pode se preparar melhor e sua empresa para esses processos de mudança? Ficar chateado com os empregos não vai resolver nada. Em vez disso, comece a entrar na tecnologia
