20 settembre 2024
Scoprite come l'intelligenza artificiale sta cambiando il settore delle costruzioni grazie a una tecnologia avanzata che rende le attrezzature più intelligenti, più sicure, più efficienti e migliori per l'ambiente.
Normalmente, quando pensiamo alle attrezzature per l'edilizia e ai macchinari pesanti, immaginiamo gli esseri umani che manovrano manualmente queste potenti macchine. Tuttavia, con l'avvento dell'intelligenza artificiale, molti veicoli da cantiere sono ora automatizzati per ridurre i rischi, migliorare la sicurezza e aumentare l'efficienza. I veicoli autonomi e telecomandati stanno diventando sempre più comuni nel settore delle costruzioni.
Per esempio, Volvo ha recentemente sviluppato il TA15, un dumper completamente autonomo progettato specificamente per il trasporto di materiali pesanti come sabbia, ghiaia e detriti da e verso i cantieri. Secondo il Dipartimento del Lavoro degli Stati Uniti, il settore edile ha il terzo tasso più alto di infortuni mortali. Integrando l'intelligenza artificiale nel settore edile, possiamo ridurre significativamente questi incidenti mortali e migliorare le misure di sicurezza. In questo articolo analizzeremo come l'IA sta migliorando le attrezzature per l'edilizia rendendole più intelligenti, sicure ed efficienti e promuovendo l'innovazione in tutto il settore edile.
Le attrezzature e i veicoli da costruzione possono subire incidenti a causa di ambienti di lavoro imprevedibili e di errori umani. Tuttavia, i sistemi abilitati all'intelligenza artificiale possono aiutare la gestione ad affrontare efficacemente i pericoli sul posto di lavoro e a ridurre questi errori. L'intelligenza artificiale può essere utilizzata anche nelle macchine edili per ottimizzarne il funzionamento, monitorare le prestazioni e automatizzare i programmi di manutenzione.
Ecco un approfondimento sulle tecnologie chiave che consentono queste innovazioni:
La computer vision sta cambiando il modo in cui le macchine pesanti operano nei cantieri, offrendo soluzioni nuove e innovative. Vediamo alcune applicazioni interessanti che illustrano il potenziale dell'analisi delle immagini e dei video nelle macchine edili.
Una pesa è una bilancia utilizzata per misurare il peso dei veicoli pesanti. Si tratta di un'operazione cruciale nel settore delle costruzioni, per assicurarsi che i veicoli rispettino i limiti di sicurezza durante il trasporto. Tradizionalmente, questo processo si affida a un operatore della cabina che registra manualmente dettagli come gli orari di entrata e uscita dei veicoli, i numeri di immatricolazione e i pesi del carico. Tuttavia, questo approccio manuale può essere lento, soggetto a errori umani e poco trasparente.
Le pese a ponte senza operatore possono contribuire a migliorare l'accuratezza, ridurre l'errore umano, accelerare il processo e fornire monitoraggio e trasparenza in tempo reale per operazioni più sicure ed efficienti. Utilizzano dispositivi integrati nell'intelligenza artificiale come sensori, telecamere, schermi a LED e guida vocale automatizzata per semplificare l'intero processo. Quando il camion si avvicina al punto di ingresso, le telecamere dotate di tecnologia ANPR (Automatic Number Plate Recognition) rilevano la targa del veicolo e ne verificano la registrazione. Se la registrazione è valida, il sistema consente l'accesso alla bilancia.
I sensori di pesatura in movimento abilitati all'IoT misurano quindi il peso del carrello mentre si muove e, se necessario, avvisano il conducente di fermarsi nella posizione corretta per una pesatura accurata. I dati sul peso vengono analizzati e confrontati con i limiti predefiniti e, se il camion rientra nei limiti, l'autista viene indirizzato al cancello di uscita. All'uscita, il sistema ANPR verifica nuovamente il veicolo per assicurarsi che corrisponda a quello che è entrato, mentre le telecamere abilitate alla visione artificiale monitorano il processo per individuare eventuali irregolarità. Il sistema avvisa i supervisori e intraprende le opportune azioni correttive in caso di problemi come carichi in eccesso o anomalie del conducente.
Un'indagine del Dipartimento dei Trasporti degli Stati Uniti mostra che gli autocarri sono il mezzo più comune per il trasporto di merci. I conducenti di autocarri spesso percorrono lunghe distanze, compresi i viaggi notturni. Questo vale anche per il settore edile, dove gli autocarri sono essenziali per spostare macchinari e materiali pesanti da un cantiere all'altro, a volte anche su grandi distanze. Guidare durante la notte può portare ad affaticarsi e ad aumentare il rischio di incidenti. Gli studi dimostrano che il 21% degli incidenti mortali è causato dalla sonnolenza del conducente.
Per risolvere questo problema, i produttori di autocarri utilizzano la computer vision per monitorare la sonnolenza del conducente. Le tecniche di computer vision, come il riconoscimento facciale, la stima della posa e il rilevamento degli oggetti, possono essere utilizzate per monitorare il movimento degli occhi, la posizione della testa e le espressioni facciali del conducente. Ad esempio, se le palpebre del conducente si chiudono oltre un determinato intervallo, il sistema può rilevarlo e lanciare un allarme per avvisare il conducente. I sistemi di rilevamento della sonnolenza del conducente sono ampiamente utilizzati nei camion Tata e in altre aziende automobilistiche.
Le condizioni di lavoro nei cantieri possono essere difficili, soprattutto in presenza di temperature estreme. Nei cantieri di scavo, ad esempio, gli operai devono spesso affrontare il caldo intenso, che influisce sulla loro capacità di lavorare in modo efficiente e richiede frequenti pause per l'idratazione e il riposo. Per ridurre i tempi di inattività in queste condizioni, i ricercatori stanno sviluppando veicoli edili autonomi come bulldozer e gru.
Queste macchine autonome sono dotate di telecamere ad alta risoluzione e di tecnologia di visione computerizzata che analizzano il terreno e valutano fattori quali pendenza, terreno soffice e aree irregolari. Utilizzano il rilevamento degli oggetti per riconoscere persone e attrezzature, migliorando la sicurezza grazie all'arresto automatico quando viene rilevato un ostacolo. I ricercatori della Huazhong University of Science and Technology (HUST), in collaborazione con Shantui, hanno recentemente sviluppato un bulldozer autonomo in grado di funzionare a temperature estreme, fino a -10°C.
L'ottimizzazione del carburante è fondamentale per le imprese edili, ma l'implementazione di pratiche di efficienza del carburante può essere impegnativa. Con la fluttuazione dei prezzi del carburante e la presenza di più conducenti che operano con i veicoli da cantiere, la gestione manuale del consumo di carburante diventa complessa. I sistemi di gestione del carburante basati sull'intelligenza artificiale possono essere utilizzati per migliorare il processo e ridurre il consumo di carburante.
Questi sistemi di gestione del carburante AI sono addestrati con grandi insiemi di dati per ottimizzare l'uso del carburante generando più opzioni di percorso e raccomandando il percorso più efficiente dal punto di vista dei consumi. Inoltre, possono essere integrati con l'unità di controllo del motore del veicolo (ECU) per fornire raccomandazioni in tempo reale sul cambio di marcia. Seguendo queste raccomandazioni guidate dall'intelligenza artificiale, è possibile ottimizzare i modelli di guida dei diversi conducenti, migliorando l'efficienza dei consumi.
Le attrezzature edili integrate con l'intelligenza artificiale offrono una serie di vantaggi, dal processo decisionale basato sui dati al monitoraggio in tempo reale. Ecco alcuni vantaggi chiave:
Tuttavia, nonostante la crescente adozione dell'IA nel settore delle costruzioni, ci sono ancora alcune sfide da considerare:
L'industria delle costruzioni sta rapidamente abbracciando l'intelligenza artificiale, con aziende come Caterpillar e Daimler in prima linea nello sviluppo di camion a guida autonoma. Nel 2019 Daimler ha presentato un prototipo funzionante del suo camion autonomo, che dovrebbe arrivare sul mercato entro il 2027. L'autocarro autonomo di Caterpillar, il 797F, sta già rendendo più efficienti le operazioni minerarie. Importanti aziende come BHP Group, Rio Tinto e Barrick Gold utilizzano il 797F 24 ore su 24, riportando zero infortuni sul lavoro. Allo stesso modo, TuSimple, un'azienda cinese di autotrasporti autonomi, sostiene che i suoi camion sono più efficienti in termini di consumo di carburante dell'11% rispetto a quelli guidati manualmente. Nel giugno 2023, TuSimple ha completato con successo un percorso senza conducente di 39 miglia su una strada pubblica aperta in Cina.
Poiché i camion autonomi continuano ad avere un impatto positivo sul settore delle costruzioni, si prevede che il mercato cresca a un tasso di crescita annuale composto (CAGR) del 10%. Grazie al miglioramento della sicurezza e dell'efficienza dei consumi da parte delle macchine edili guidate dall'intelligenza artificiale, le aziende si stanno orientando verso ambienti di lavoro più sicuri e sostenibili.
L'intelligenza artificiale sta cambiando le carte in tavola nel settore delle costruzioni e sta rendendo i macchinari pesanti più intelligenti, sicuri ed efficienti. Dai veicoli a guida autonoma ai sistemi di intelligenza artificiale che ottimizzano l'uso del carburante e monitorano i cantieri in tempo reale, queste tecnologie aiutano a ridurre gli errori e a risparmiare denaro. Anche se ci sono delle sfide, come il costo dell'implementazione dell'IA e della formazione dei lavoratori, i vantaggi sono notevoli. Con l'IA che guida l'innovazione, il futuro dell'edilizia è destinato a essere più produttivo, sostenibile e innovativo che mai.
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