IA em arquitetura e construção: 4 formas de evoluir projetos

A Inteligência Artificial – IA em arquitetura e construção está ganhando força com suas ferramentas de automatização de planejamento urbano, construção modular, layout interno e outras. 

Uma nova safra de inovações habilitadas por IA e aprendizado de máquina está mudando o setor de arquitetura, engenharia e construção (AEC).  

Antes mesmo de os projetistas começarem a criar iterações, as ferramentas automatizadas para organizar o local e dados contextuais podem ser usadas para eliminar ambiguidades e, espera-se também, os riscos.  

Essas ferramentas podem tornar tarefas muito técnicas e de programação pesada mais acessíveis às pessoas não ligadas à programação computacional (codificadores), como os projetistas ou construtores. 

Com as grandes quantidades de dados gerados sobre como edifícios são construídos e operados, surge uma nova questão: quem ou o que é mais adequado para classificar tudo isso? A resposta, principalmente para as fases iniciais de planejamento e projeto, é a inteligência artificial (IA). 

De projetos de pesquisa a produtos comerciais, os exemplos a seguir mostram como o uso de IA em arquitetura pode criar oportunidades para melhorar o processo do projeto, garantindo que a criatividade seja a protagonista. 

1. IA no desenvolvimento urbano

As novas ferramentas de IA podem fornecer poder generativo e iterativo a canteiros de obras com escala urbana, indo além dos requisitos individuais do edifício.  

Este conceito é exemplificado pela Spacemaker, uma empresa de tecnologia norueguesa adquirida pela Autodesk que oferece IA baseada em nuvem e software de projeto generativo para auxiliar equipes de planejamento e projeto a tomar decisões mais informadas com maior rapidez, além de permitir melhores oportunidades de sustentabilidade desde o início da obra. 

Utilizado desde os estágios iniciais de um empreendimento imobiliário, o Spacemaker pode analisar até 100 critérios ao longo das quadras de uma cidade: zoneamento, vistas, luz do dia, ruído, vento, ruas, tráfego, ilhas de calor, estacionamento e muito mais.  

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Imagem 1 – Biblioteca Autodesk

Seus recursos de modelagem de vento analisam como os edifícios canalizam o vento, usando a dinâmica de fluidos computacional para refinar projetos objetivando o conforto humano.  

Seus recursos de análise de ruído podem prever os níveis de barulho do tráfego ou de outras fontes e, em seguida, comparar esses dados com os regulamentos locais.  

A plataforma pode sugerir composições alternativas para, por exemplo, mitigar a poluição sonora, um componente frequentemente negligenciado da saúde ambiental. 

O Spacemaker também funciona no planejamento de elementos paisagísticos, como relevo e riachos, bem como em projetos de menor escala.  

A geometria do edifício é um de seus parâmetros de projeto; em uma escala granular, o Spacemaker pode, por exemplo, automatizar o projeto de programas de planta baixa, como layouts de apartamentos. 

2. IA para melhores licitações

A ConXtech, uma empresa de construção modular sediada na Bay Area, está usando IA para controlar uma das etapas mais imprevisíveis da construção: o processo de licitação. 

A ConXtech, como muitas empresas de construção, é muito demandada por proprietários e empreendedores durante a fase de desenvolvimento de projetos.  

Nesse período, a viabilidade do projeto ainda não está garantida e várias opções ainda estão em discussão.  

Isso força empresas como a ConXtech a passar por várias iterações dos projetos, os quais talvez nunca sejam realizados.  

Em última análise, milhões de dólares podem ser gastos em projetos ou licitações malsucedidos. Por sua vez, os proprietários e empreendedores esperam respostas rápidas, já que buscam soluções mais viáveis e econômicas para seus negócios. 

Para encurtar o ciclo de licitação e reduzir seus custos, a ConXtech trabalhou com a Autodesk Research para desenvolver uma plataforma protótipo de licitação que usa IA para encontrar o projeto de aço estrutural mais econômico, com base no preço de aquisição de materiais, fabricação e construção. Esses custos são influenciados pelos fornecedores e empreiteiras selecionados, e variam de acordo com a localização do projeto. 

Depois que a equipe de gestão de projetos identifica uma lista de potenciais fornecedores e empreiteiras, o protótipo notifica o engenheiro estrutural do projeto para projetar a estrutura com o custo mais competitivo, com três agentes de IA.  

Hypergrid, Approximator e Optimizer

O primeiro agente de IA, o HyperGrid, posiciona colunas e define a grade estrutural para um determinado local usando uma combinação de conhecimentos e aprendizado de reforço de engenharia estrutural. Leva em conta as exigências e restrições impostas pelos proprietários e arquitetos.  

O segundo agente de IA, o Approximator, prevê o tamanho das vigas e colunas e a localização de conectores ConXtech (conexões fixas do sistema) usando redes neurais gráficas e é instruído por mais de 4 mil pontos de dados de simulação do edifício.  

O terceiro agente de IA é o Optimizer, que refina as estruturas para reduzir os custos de construção, levando em consideração os códigos de construção locais. 

 “Esta proposta de tecnologia assistida por IA poderia ajudar os proprietários e empreendedores no início de um projeto a obter desenhos estruturais e uma estimativa dos materiais necessários para seus edifícios sem precisar contratar engenheiros profissionais”, afirma Adam Browne, diretor de engenharia da ConXtech.  

Essa tecnologia de IA não vai substituir a função da engenharia estrutural e o papel do engenheiro de registro, que ainda é obrigatório durante a execução de um projeto. 

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Imagem 2 – Biblioteca Autodesk

3. IA em projeto volumétrico e planejamento

A empresa japonesa de construção, engenharia e empreendimento imobiliário Obayashi também trabalhou com a Autodesk Research para conceber uma solução de IA que permite aos arquitetos conectar os parâmetros básicos dos edifícios e, com o mínimo de orientação, obter estimativas volumétricas e programação de layouts internos.  

Usada principalmente para espaços de escritórios, esta aplicação de IA foi instruída por um subconjunto do portfólio da Obayashi com mais de 2.800 arquivos do Autodesk Revit. 

A ferramenta de IA “entende” as relações abstratas entre os programas e a conectividade, o tamanho e a proporção desejados e expressos no volume de um edifício.  

Para gerar programação de layouts internos, o projetista e o cliente trabalham usando uma série de parâmetros lexicais: frases simples que especificam os elementos do edifício e sua localização, e mostram como eles se relacionam entre si.  

Essas frases podem ser: “As salas de reunião devem ser localizadas perto de janelas” ou “A lanchonete deve ser localizada longe do laboratório por motivos de segurança”. 

Os arquitetos podem mostrar ao agente de IA o significado de conceitos vagos como “perto de” ou “longe de”. Uma vez que esses conceitos tenham sido assimilados, o agente de IA pode rapidamente posicionar objetos de projeto em sua posição perfeita no projeto atual e reutilizar esses princípios de design de alto nível em empreendimentos futuros com diferentes layouts geométricos. 

 Esse processo é o oposto de um esboço feito à mão livre num guardanapo para um arquiteto conquistar um cliente imediatamente.  

Levando o mesmo tempo usado para fazer um desenho rápido num guardanapo, projetistas ou construtores podem fornecer aos seus potenciais clientes um esboço conciso de como o edifício a ser construído poderia ser.  

4. IA para empreendedores imobiliários

Em geral, o projeto paramétrico é usado para extravagâncias formais e surpreendentes linhas, curvas e cantiléveres arquitetônicos.  

Em vez disso, a Parafin utiliza a IA de iteração paramétrica para equilibrar o programa, o custo e a viabilidade comercial. Desenvolvido pelo arquiteto Brian Ahmes e pelo empreendedor Adam Hengels, residentes da Rede Externa dos Autodesk Technology Centers, o programa gera derivações quase infinitas de rentabilidade e desempenho objetivos. 

A Parafin é uma plataforma de projeto generativo baseada em nuvem, usada atualmente em empreendimentos hoteleiros.  

É destinada principalmente a empreendedores imobiliários, auxiliando a avaliar rápido a viabilidade financeira de potenciais terrenos para construção na fase inicial de planejamento.  

A plataforma pede alguns parâmetros (número de quartos, estacionamento, local, altura e diretrizes de marca para hoteleiros) e a partir daí pode gerar milhões de iterações que satisfazem essas diretrizes, as quais podem então ser pesquisadas por desempenho financeiro, custo e mais.

Para cada projeto, são geradas plantas baixas altamente detalhadas, vistas 3D e arquivos Revit. 

“O empreendedor consegue descobrir rapidamente ‘O que é possível construir no local’ e se ‘Este será um empreendimento lucrativo’ em minutos em vez de semanas ou meses”, afirma Hengels. 

É comum que empreendedores analisem dezenas de locais e oportunidades de desenvolvimento em cada projeto.  

A plataforma economiza tempo crítico de trabalho e evita retirar membros da equipe de outro projeto para avaliarem novos locais e determinarem sua viabilidade.  

Isso permite que os projetistas façam o que mais gostam: trabalhar nas qualidades formais e mais importantes dos edifícios. 

A Parafin coloca os projetos, o quanto antes, no caminho certo – o caminho digital. “Hoje, os projetos de design são frequentemente iniciados fora do Revit, sendo passados para o Revit mais tarde”, afirma Ahmes. “Mas quando se utiliza a Parafin, o projeto nasce no Revit já em sua primeira concepção.” 

IA em arquitetura e construção: projetos nativos digitais

Todos esses aplicativos de IA compartilham esse benefício: iniciar projetos de construção como nativos digitais para exercer maior controle sobre o tempo, recursos, viabilidade e desempenho ao longo de todo o processo.  

A partir desse ponto de partida mais fortalecido, os projetistas podem levar suas habilidades mais longe, com mais confiança, não importando qual setor atendam. 

Informações adicionais 

Deseja saber mais sobre o assunto? Então, confira o artigo na íntegra, produzido por Zach Mortice, jornalista especializado em arquitetura, para a Autodesk.

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Traduzido e adaptado pela equipe de Comunicação e Marketing da FF Solutions 

Autor original: Zach Mortice, jornalista especializado em arquitetura. 

 

Raquel Volpe

Formada em Comunicação Social com habilitação em Mídias Eletrônicas pela Estácio Florianópolis. Integra o time de Comunicação & Marketing da FF Solutions, à frente das ações de Marketing de Conteúdo.