Tìm hiểu cách AI đang thay đổi ngành xây dựng bằng công nghệ tiên tiến, giúp thiết bị thông minh hơn, an toàn hơn, hiệu quả hơn và tốt hơn cho môi trường.
Thông thường, khi chúng ta nghĩ đến thiết bị xây dựng và máy móc hạng nặng, chúng ta hình dung con người vận hành thủ công những cỗ máy mạnh mẽ này. Tuy nhiên, với sự phát triển của AI, nhiều phương tiện xây dựng hiện đã được tự động hóa để giảm thiểu rủi ro, cải thiện sự an toàn và tăng hiệu quả. Các phương tiện tự hành và điều khiển từ xa đang trở nên phổ biến hơn trong ngành xây dựng .
Ví dụ, Volvo gần đây đã phát triển TA15, một xe ben hoàn toàn tự động được thiết kế chuyên dụng để vận chuyển các vật liệu nặng như cát, sỏi và mảnh vụn đến và đi từ các công trường xây dựng. Theo Bộ Lao động Hoa Kỳ, ngành xây dựng có tỷ lệ tử vong do thương tích cao thứ ba. Bằng cách tích hợp AI vào xây dựng, chúng ta có thể giảm đáng kể các trường hợp tử vong này và cải thiện các biện pháp an toàn. Trong bài viết này, chúng ta sẽ khám phá cách AI đang cải thiện thiết bị xây dựng bằng cách làm cho chúng thông minh hơn, an toàn hơn và hiệu quả hơn, đồng thời thúc đẩy sự đổi mới trong toàn ngành xây dựng.
Thiết bị và phương tiện xây dựng có thể gặp tai nạn do môi trường làm việc không thể đoán trước và lỗi của con người. Tuy nhiên, các hệ thống hỗ trợ AI có thể giúp ban quản lý giải quyết hiệu quả các mối nguy hiểm tại nơi làm việc và giảm thiểu các lỗi này. AI cũng có thể được sử dụng trong thiết bị xây dựng để tối ưu hóa hoạt động của thiết bị, giám sát hiệu suất máy móc và tự động hóa lịch bảo trì.
Sau đây là cái nhìn sâu hơn về các công nghệ chính tạo nên những đổi mới này:
Tầm nhìn máy tính đang thay đổi cách máy móc hạng nặng hoạt động trên các công trường xây dựng, cung cấp các giải pháp mới và sáng tạo. Hãy cùng xem qua một số ứng dụng thú vị thể hiện tiềm năng của phân tích hình ảnh và video trong thiết bị xây dựng.
Cầu cân là một loại cân được sử dụng để đo trọng lượng của các loại xe hạng nặng. Điều này rất quan trọng trong quá trình xây dựng để đảm bảo rằng các loại xe tuân thủ các giới hạn trọng lượng an toàn trong quá trình vận chuyển . Theo truyền thống, quy trình này dựa vào người vận hành gian hàng để ghi lại thủ công các chi tiết như thời gian xe ra vào, số đăng ký và trọng lượng hàng hóa. Tuy nhiên, cách tiếp cận thủ công này có thể chậm, dễ xảy ra lỗi của con người và thiếu minh bạch.
Cầu cân không người lái có thể giúp cải thiện độ chính xác, giảm lỗi của con người, tăng tốc quy trình và cung cấp khả năng giám sát và minh bạch theo thời gian thực để vận hành an toàn và hiệu quả hơn. Chúng sử dụng các thiết bị tích hợp AI như cảm biến, camera , màn hình LED và hướng dẫn bằng giọng nói tự động để hợp lý hóa toàn bộ quy trình. Khi xe tải đến gần điểm vào, các camera được trang bị công nghệ Nhận dạng biển số tự động (ANPR) sẽ phát hiện biển số xe và xác minh đăng ký của xe. Nếu đăng ký hợp lệ, hệ thống sẽ cấp quyền truy cập vào cân.
Các cảm biến cân khi di chuyển hỗ trợ IoT sau đó sẽ đo trọng lượng của xe tải khi xe di chuyển và nếu cần, sẽ cảnh báo tài xế dừng lại đúng vị trí để cân chính xác. Dữ liệu trọng lượng được phân tích và so sánh với các giới hạn được xác định trước và nếu xe tải nằm trong các giới hạn đó, tài xế sẽ được hướng dẫn đến cổng ra. Tại lối ra, hệ thống ANPR sẽ xác minh lại xe để đảm bảo xe khớp với xe đã vào, trong khi các camera hỗ trợ thị giác máy tính sẽ theo dõi quá trình để phát hiện bất kỳ sự bất thường nào. Hệ thống sẽ cảnh báo người giám sát và thực hiện các hành động khắc phục thích hợp trong trường hợp có sự cố như tải quá tải hoặc bất thường của tài xế.
Một cuộc khảo sát từ Bộ Giao thông Vận tải Hoa Kỳ cho thấy xe tải là phương tiện phổ biến nhất để vận chuyển hàng hóa . Tài xế xe tải thường lái xe đường dài, bao gồm cả những chuyến đi qua đêm. Điều này cũng đúng trong ngành xây dựng, nơi xe tải là phương tiện thiết yếu để di chuyển máy móc hạng nặng và vật liệu giữa các công trường, đôi khi là trên những khoảng cách xa. Lái xe qua đêm có thể dẫn đến mệt mỏi và tăng nguy cơ xảy ra tai nạn. Các nghiên cứu cho thấy 21% các vụ tai nạn chết người là do tài xế buồn ngủ .
Để giải quyết vấn đề này, các nhà sản xuất xe tải đang sử dụng công nghệ thị giác máy tính để theo dõi tình trạng buồn ngủ của tài xế. Các kỹ thuật thị giác máy tính như nhận dạng khuôn mặt, ước tính tư thế và phát hiện vật thể có thể được sử dụng để theo dõi chuyển động mắt, vị trí đầu và biểu cảm khuôn mặt của tài xế. Ví dụ, nếu mí mắt của tài xế khép lại vượt quá phạm vi quy định, hệ thống có thể phát hiện ra điều đó và phát ra âm thanh báo động để cảnh báo tài xế. Hệ thống phát hiện tài xế buồn ngủ được sử dụng rộng rãi trong xe tải Tata và các công ty ô tô khác.
Điều kiện làm việc tại các công trường xây dựng có thể rất khắc nghiệt, đặc biệt là ở nhiệt độ khắc nghiệt. Ví dụ, tại các công trường khai quật, công nhân thường phải đối mặt với nhiệt độ cao, ảnh hưởng đến khả năng làm việc hiệu quả của họ và cần phải nghỉ giải lao thường xuyên để bù nước và nghỉ ngơi. Để giúp giảm thời gian chết trong những điều kiện này, các nhà nghiên cứu đang phát triển các phương tiện xây dựng tự động như máy ủi và cần cẩu.
Những cỗ máy tự động này được trang bị camera độ phân giải cao và công nghệ thị giác máy tính để phân tích địa hình và đánh giá các yếu tố như độ dốc, đất mềm và các khu vực không bằng phẳng. Chúng sử dụng tính năng phát hiện vật thể để nhận dạng người và thiết bị, tăng cường an toàn bằng cách tự động dừng lại khi phát hiện chướng ngại vật. Các nhà nghiên cứu từ Đại học Khoa học và Công nghệ Hoa Trung (HUST), hợp tác với Shantui, gần đây đã phát triển một máy ủi tự động có thể hoạt động ở nhiệt độ khắc nghiệt thấp tới -10°C.
Tối ưu hóa nhiên liệu là điều quan trọng đối với các công ty xây dựng, nhưng việc triển khai các biện pháp tiết kiệm nhiên liệu có thể là một thách thức. Với giá nhiên liệu biến động và nhiều tài xế điều khiển xe xây dựng, việc quản lý mức tiêu thụ nhiên liệu theo cách thủ công trở nên phức tạp. Các hệ thống quản lý nhiên liệu do AI điều khiển có thể được sử dụng để nâng cao quy trình và giảm mức tiêu thụ nhiên liệu.
Các hệ thống quản lý nhiên liệu AI này được đào tạo với các tập dữ liệu lớn để tối ưu hóa việc sử dụng nhiên liệu bằng cách tạo ra nhiều tùy chọn tuyến đường và đề xuất tuyến đường tiết kiệm nhiên liệu nhất. Ngoài ra, chúng có thể được tích hợp với bộ điều khiển động cơ (ECU) của xe để cung cấp các khuyến nghị về việc chuyển số theo thời gian thực. Bằng cách tuân theo các khuyến nghị do AI điều khiển này, các kiểu lái xe của những người lái xe khác nhau có thể được tối ưu hóa, dẫn đến cải thiện hiệu quả nhiên liệu.
Thiết bị xây dựng tích hợp AI mang lại nhiều lợi ích, từ việc ra quyết định dựa trên dữ liệu đến giám sát theo thời gian thực. Sau đây là một số lợi ích chính:
Tuy nhiên, mặc dù AI ngày càng được áp dụng rộng rãi trong xây dựng, vẫn còn một số thách thức cần cân nhắc:
Ngành xây dựng đang nhanh chóng áp dụng AI, với các công ty như Caterpillar và Daimler dẫn đầu trong việc phát triển xe tải tự lái. Năm 2019, Daimler đã giới thiệu một nguyên mẫu xe tải tự hành đang hoạt động, dự kiến sẽ ra mắt thị trường vào năm 2027. Xe tải tự hành 797F của Caterpillar hiện đang giúp các hoạt động khai thác trở nên hiệu quả hơn . Các công ty lớn như BHP Group, Rio Tinto và Barrick Gold đang sử dụng 797F suốt ngày đêm, báo cáo không có thương tích nào tại nơi làm việc. Tương tự, TuSimple, một công ty xe tải tự hành của Trung Quốc, tuyên bố rằng xe tải của họ tiết kiệm nhiên liệu hơn 11% so với xe tải được lái thủ công. Vào tháng 6 năm 2023, TuSimple đã hoàn thành thành công chặng đường không người lái dài 39 dặm trên một con đường công cộng mở ở Trung Quốc.
Khi xe tải tự hành tiếp tục tác động tích cực đến ngành xây dựng, thị trường này dự kiến sẽ tăng trưởng với tốc độ tăng trưởng kép hàng năm (CAGR) là 10%. Với thiết bị xây dựng do AI điều khiển cải thiện tính an toàn và hiệu quả nhiên liệu, các công ty đang hướng tới môi trường làm việc an toàn hơn và bền vững hơn.
AI là một công cụ thay đổi cuộc chơi trong ngành xây dựng và đang làm cho máy móc hạng nặng trở nên thông minh hơn, an toàn hơn và hiệu quả hơn. Từ xe tự lái đến các hệ thống AI tối ưu hóa việc sử dụng nhiên liệu và giám sát các công trường xây dựng theo thời gian thực, những công nghệ này đang giúp giảm thiểu sai sót và tiết kiệm tiền. Mặc dù có những thách thức, như chi phí triển khai AI và đào tạo công nhân, nhưng lợi ích là rất lớn. Với AI thúc đẩy sự đổi mới, tương lai của ngành xây dựng sẽ trở nên năng suất hơn, bền vững hơn và sáng tạo hơn bao giờ hết.
Bạn có tò mò về AI không? Hãy xem kho lưu trữ GitHub của chúng tôi và tham gia cộng đồng của chúng tôi để kết nối với những người đam mê công nghệ khác. Tìm hiểu thêm về các ứng dụng AI trong các lĩnh vực như xe tự lái và sản xuất .
Bắt đầu hành trình của bạn với tương lai của machine learning
