O engenheiro arquitetônico Alex Donkers desenvolve conceitos para gêmeos digitais práticos no mundo da construção.
Parece tão simples: fazer uma cópia digital do prédio que você está construindo ou restaurando para que todos estejam sempre atualizados com as últimas informações e ajustes. Mas no mundo da construção, os “gémeos digitais” ainda não são tão comuns. O pesquisador da TU/e, Alex Donkers, investigou por que isso acontece e deu os primeiros passos em direção a um sistema digital dinâmico que supostamente tornará a construção mais eficiente. Na terça-feira, 29 de outubro, defendeu sua pesquisa no Departamento de Meio Ambiente Construído.
/Nicole Testerink
Escondida na dissertação de Alex Donkers está uma imagem do Monumento Nacional na Praça Dam, em Amsterdã. Donkers considera-o um breve estudo de caso, mas ilustra bem a necessidade da sua investigação. Porque o pilar de 22 metros de altura é composto por blocos de pedra natural que podem rachar.
Portanto, a restauração (em grande escala) é necessária de tempos em tempos, explica Donkers. Para a frustração de muitos, isto ainda não está a acontecer de forma suficientemente eficiente.
“Alguém é enviado à Praça Dam para uma inspeção, anda ao redor do poste, tira algumas fotos e depois faz um relatório. Mas há várias partes envolvidas, cada uma fazendo isso à sua maneira. da vista lateral do Monumento é impressa e alguém desenha linhas à mão para distinguir os blocos, aos quais é atribuído um número. É relatado que o bloco 228 tem uma rachadura e precisa ir para o canteiro de obras. , eles removem o bloco em questão – espero que seja o correto, pois alguns blocos já foram retirados, eles contam' – e ele é enviado ao restaurador com um post-it mal pendurado em algum lugar no disco rígido, há. uma foto, '228.jpg'.” Donkers dá de ombros quase se desculpando. “É difícil de acreditar, mas ainda é assim que as coisas são feitas na construção.”
A linguagem certa
Para tornar a construção mais eficiente e transparente, Donkers mergulhou no mundo dos “gémeos digitais” e desenvolveu uma estrutura para colaborar com múltiplas partes na construção utilizando dados dinâmicos. Graças a vários avanços tecnológicos, como a Internet das Coisas e a Inteligência Artificial, o conceito de «geminação digital» também está a ganhar terreno.
Em termos simples, esta é uma representação virtual de um objeto físico, processo ou sistema. Mas é mais do que apenas um modelo 3D, porque pode ser continuamente atualizado com dados do mundo “real”. O mundo da construção também está experimentando gêmeos digitais, mas, segundo Donkers, tem havido pouco sucesso até agora.
“Na verdade, as coisas dão errado em todas as etapas do chamado ciclo do gêmeo digital: coletar dados, criar uma representação utilizável e extrair informações deles para, eventualmente, sermos capazes de adaptar o ambiente físico. Então voltamos ao básico para projetar um modelo que realmente funciona.”
E pode parecer bastante óbvio, mas uma das condições mais importantes para um gêmeo digital funcional é que os usuários entendam a linguagem uns dos outros, diz Donkers. “É aí que começam os problemas. Tomemos uma parede, por exemplo. Um arquiteto vê isso como uma folha interna, uma camada de isolamento e uma folha externa. Um engenheiro estrutural olha principalmente para a linha central da folha interna por causa da carga -estrutura de sustentação; um planejador urbano pensa no exterior de uma parede e como ela se adapta ao entorno, e um físico de construção faz gráficos das propriedades e espessuras dos materiais da parede. E isso é apenas uma parede. linguagem utilizável. Isso começa com a criação de ontologias – uma espécie de dicionário – com definições inequívocas.
Construindo o sistema
Donkers usou novos métodos desenvolvidos em Ciência da Computação para conectar dados da maneira certa. Isso pode ser um pouco chocante para os engenheiros de arquitetura mais experientes, ele sorri. “Eu defino uma parede como w3id.org/beo, com um site inteiro anexado a ela – tente explicar isso na mesa de desenho.”
Além de seu trabalho como 'tradutor', Donkers teve como objetivo principal tornar os usuários da construção centrais em seus modelos. Podemos levar em consideração as experiências das pessoas em um edifício para que possamos aprender a melhor forma de projetar para o usuário final?
Depois de desenvolver diversas ferramentas de gêmeos digitais, Donkers começou a trabalhar em um experimento do mundo real em sua base, a Vertigo. Ele investigou como os dados dinâmicos poderiam ser usados para otimizar o clima interno dos funcionários.
“Isso requer muitas informações sobre a 'concha' do edifício. Por exemplo, se o interior é agradável e quente depende de como a parede externa é construída. Desenvolvemos um aplicativo smartwatch que nos permitiu coletar dados em tempo real dos participantes. Um o espaço do escritório estava coberto com sensores para que pudéssemos monitorar o clima interno e ajustá-lo porque se muitas pessoas pensassem que estava muito escuro no escritório, o gêmeo digital poderia verificar se as luzes estavam acesas e agir se necessário.”
Um chatbot para o seu prédio
É claro que estes são apenas estudos experimentais, enfatiza Donkers, e não é como se todos os funcionários da TU/e tivessem em breve um relógio inteligente para otimizar seu espaço de trabalho.
“A utilização de uma web semântica – uma estrutura para partilha e (re)utilização de dados – ainda é relativamente nova no mundo da construção. Estamos na vanguarda quando se trata de desenvolver métodos para colocar o utilizador do edifício no centro. Ao disponibilizar minhas ferramentas ao público, outros pesquisadores podem agora continuar a desenvolver isso. Dessa forma, em breve poderemos interagir ainda mais com um edifício, especialmente com todos os avanços na tecnologia de IA. você pode fazer perguntas! Para isso também, ter os dicionários certos é fundamental porque, no final das contas, trata-se de falar a mesma língua e ao mesmo tempo ter a coragem de aceitar que existem diferenças entre as pessoas.
PHD NA IMAGEM
O que é isso na capa da sua dissertação?
“É uma representação do que considero o gêmeo digital ideal. A água é uma ótima metáfora para o que estamos tentando fazer. Você vê o reflexo exato de uma bela casa de férias, perfeita até o último detalhe. Se você virar em uma luz, você também veria no reflexo, mas não é real; foi criado por Midjourney porque eu forneci a informação correta. E se a água estiver turva ou houver muito vento, você não verá. E esse é exatamente o problema com o desenvolvimento de gêmeos digitais, é um sistema incrivelmente frágil.”
Você está em uma festa de aniversário. Como você explica sua pesquisa em uma frase?
“Eu digo que estou tentando conectar digitalmente tudo o que você vê ao seu redor para criar uma cópia digital disso. Ou que eu jogo The Sims – um jogo de computador onde você tinha que otimizar o ambiente de vida de seus personagens para mantê-los felizes. É isso que estou fazendo na vida real.”
Como você desabafa fora de sua pesquisa?
“Eu realmente não tenho problemas para me desconectar da minha pesquisa. Passear com meu cachorro, passar tempo com a família e amigos ou jogar uma boa partida de futebol…”
Que dica você gostaria de receber como candidato iniciante ao doutorado?
“Encontre outros pesquisadores fazendo um trabalho semelhante o mais rápido possível. Como uma espécie de cientista da computação entre engenheiros de arquitetura, o primeiro ano envolveu muito pioneirismo. Mas encontrei alguém em Ghent que também está trabalhando em dicionários para edifícios. É muito bom poder tenha alguém com quem fazer brainstorming, e essas discussões geralmente levam a novos insights.”
Qual é o seu próximo capítulo'
“Já venho trabalhando nisso há algum tempo; comecei como pós-doutorado no mesmo grupo de pesquisa no início deste ano. Atualmente estou me concentrando na segurança contra incêndio de novos edifícios. Os gêmeos digitais podem nos ajudar a avaliar mais rapidamente se um edifício está em conformidade com a legislação' E como podemos desenvolver uma maneira de levar isso em conta numa fase inicial do processo de design?”
