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2018年5月25日 星期五
‧ 2018\05\25\3S Market Daily 智慧產業新聞
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．人工智慧與 BIM 在建築業之應用
Artificial intelligence meets construction through Building Information Modeling
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| EXDVR 隆重上市網址：www.uoi.com.tw |
來源：stpi.narl
人工智慧正對各個領域帶來革命性的影響。相較於醫療、金融、家電產業而言，建築工程導入AI技術的使用，則起步較晚。由於，AI在大量資料的整理、分析、尋找規律上，有很強的能力，與傳統作法用人力，去處理比起來有很大的優勢，因此AI現在也得到工程界的重視...
人工智慧正對各個領域，帶來革命性的影響。相較於醫療、金融、家電產業而言，建築工程導入AI技術的使用則起步較晚。由於，AI在大量資料的整理、分析、尋找規律上，有很強的能力，與傳統作法用人力去處理，比起來有很大的優勢，因此AI現在也得到工程界的重視。
目前，AI主要應用於施工和建築，大致分四個種類：(1)規劃和設計、(2)安全、(3)自動化設備、(4)監控和維護。本文將分享目前AI，在建築工程上的應用，並分析未來的發展和挑戰。
一、BIM模型利用AI自動完成管線配置
建築訊息模型（Building Information Modeling；BIM）是一個基於3D模型的過程，為構造、工程和建造（AEC）專業人員提供有效規劃、設計、構建和管理建築和基礎設施。
Autodesk Revit就是一款BIM軟體（或稱4D BIM），它允許用戶以3D形式設計建築物和內部組件，並將相關訊息與時間或排程相關聯，以便與3D模型中的各個組件相關聯，提供更完善的數據，並協助業主、建築師和承包商有效溝通。
3D模型需要考慮建築、結構工程、機電工程和管道工程，不同專業的承包商，使用不同的工具、軟體設計，最後在套圖、排程時常常產生很多衝突，造成工時的延宕和不必要的重建。
因此，Building System Planning公司，於3D建模軟體Autodesk Revit上，設計了一款插件GenMEP。只要在Autodesk Revit上建構3D模型，使用GenMEP插件，就可以自動設計建築物模型內電氣系統的配置，同時考慮到設計規範，和不同建築物的空間複雜性。
這裡的自動設計是利用生成設計(Generative Design)，GenMEP使用機器學習，來探索解決方案的所有可能排列，快速建立機電管線的3D模型，同時確保機電管線系統的路徑，不會與建築物結構發生衝突，經過多次重覆測試和歸納出有效的設計。
二、利用數據分析與機械學習對工程做風險管理
由Autodesk推出了BIM 360 Project IQ，主打功能是利用數據處理和機械學習方法，預測出潛在風險，並分辨輕重緩急。
Project IQ software可以利用從現場蒐集的音訊、影像和建築管理數據，形成的BIM 360 Field data進行分析，為工地主任和品管人員，提供建議並減低風險。
瑞典公司沃爾沃(Volvo)建築設備公司，在2015年推出了緊密型輔助軟體，用於土壤和瀝青壓實機的智慧壓實系統，可以可視化呈現。開發出AI算法，用於名為Density Direct的軟體中的附加功能，該軟體可以適應於新的瀝青混合料和升降機，並自動校準至最終密度要求。
三、AI搭配聲音、圖像辨識系統自動標記施工現場
Smartvid.io是一個施工現場照片和影像管理平台，其中包括一個39；SmartTag39；引擎，可以利用機器學習、語音和圖像辨識，將施工現場的照片和影像進行自動標記，以便整理數據及搜索。
Smartvid.io的這款機械學習技術，叫VINNIE(Very Intelligent Neural Network for Insight & Evaluation)，並聲稱其採用深度學習模式，分析影像和語音，以自動標記施工數據數據，並主動向客戶提供安全措施建議。
根據Smartvid.io和Engineering News Record的案例研究，VINNIE曾進行人工智慧，用於提升施工安全的示範，能在10分鐘內辨識1,080張施工照片，並正確辨識446張含有人像的照片、未著安全帽者、未著安全反光衣工人之照片。
相較於人工需要4.5小時，才能完成相同的任務。這種自動化工地監測，可以為工地現場增加一對「眼睛」，動態辨識潛在風險因素，是有助於提升施工安全的。
四、建築物智慧化管理讓用戶感到舒適
日本Komatsu宣佈與NVIDIA達成合作，在Nvidia建構Jetson AI平台，專為工作現場開發AI增強型安全系統，以3D可視化與追蹤整體施工現場人員、機械和物體在現場的即時互動。
新創公司Building Robotics提供的「Comfy」，是一款建築物自動化管理應用程序，可讓商業空間和辦公大樓的用戶，反應中央空調的溫度。該公司聲稱，他們的平台可以根據使用者需求，調整中央空調，即時反應當下使用者偏好。
Building Robotics與Intel合作，由Intel提供物聯網途徑，讓建築物自動化管理系統(Building Management System：BMS)連接到雲端，利用Comfy應用程序，可從商業空間中的BMS收集數據，並搭配用戶的回應，隨時調節和優化建築物不同區域的溫度，以節省商業空間的成本和提高能源效率。
五、AI搭配機器人和無人機以提升施工效率
矽谷的新創公司Doxel AI，專注於AI軟體提高施工效率。Doxel使用探勘機器人和無人機，配備攝影鏡頭和LiD AR來監控和掃描工地現場。利用視覺數據採用深度學習算法處理，透過與客戶要求的計劃和設計，進行匹配來衡量施工進度，將工地每天的畫面掃描與設計模型做比較，以偵測錯誤。
結語：
從建築物的生命週期來看，可分成三個部分：設計、建造、管理。在設計的部分，借助AI自動產生管線配置，不但可以避免與結構設計發成衝突，更能確定管線配置的設計圖，與BIM模型的相容性，以利於施作、檢核。
在建造的部分，安全永遠是最重要的考慮，借助影像辨識系統，可以隨時注意潛在的危險；同時利用無人機和探勘機器人，代替工人進入工地危險區域，並掃描、可視化施工現場，也是既安全又能提升施工效率的方法。
管理方面，一棟建物在完工之後被使用的幾十年中，關於使用狀況、維修與改建的時間安排、能源消耗等等，都可以在AI的幫助下，更有效的預測及最佳的使用。
一個建築工程是非常龐大而複雜的，導入AI技術可在很多環節改善施工的狀況。工程建設對於AI的使用雖起步較晚，但將會帶來全方位的影響，不容小覷。
．智慧定位器 無需連接就知距離和方向
LynQ - Find everyone when cell phones fail
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來源：
近日，外國科學家研發了一款，名為Lynq智慧定位器，其可以幫你一秒找到隊友。
Lynq看上去形狀看上去像一個花生，別看它小，功能很強大。其使用GPS和動態定位的組合，來顯示使用者和連接的Lynq的位置資訊。螢幕上顯示的資訊非常簡潔，包括隊員名、距離，以及一個指示方向的圖標。
它的配對方式也很有趣，把所有LynQ堆放在一起就可以了，系統會自動創建長距離低功率的無線電網路，透過專用協議發送GPS坐標。不過，最多只可以連接12個Lynq，最遠距離為三英里（4.828公里）。
LynQ還支持「安全區」設置，一旦家人或隊友處於範圍之外，會向指定的LynQ發送振動和警示。
Lynq採用的是電子墨水螢幕，功耗極低，一次完全充電的使用時長可達3天。此外，當用戶把它掛在小夾子上時，顯示螢幕會自動關閉以節省電量，但它不會停止接收數據，所以當使用者將它翻轉過來，螢幕會立即亮起，並顯示相關資訊。
Lynq用於戶外活動，定位同伴的確很有幫助，此外在追蹤孩子或寵物、救援人員，以及確保痴呆症患者，不要走得太遠等方面也極具潛力。不過，它只適合在室外和空曠地帶使用，暫時無法支持室內定位。
目前Lynq智慧定位器正在進行眾籌，並已經成功達成了目標，起售價格為154美元，喜歡戶外探險的朋友，可以關注一下。
．亞馬遜為 Alexa 添加辨識使用者聲音的能力
Multiple Users on Amazon Echo! (Now Recognizes Your Voice)
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leiphone 作者：子夜梦的死寂
亞馬遜宣佈，其人工智慧助手Alexa，將具備自動辨識使用者聲音的能力。當用戶說出「Alexa，播放音樂」的語音指令時，系統將從亞馬遜音樂平台，選擇符合該辨識使用者習慣的個性化音樂。
設置Alexa語音辨識配置文件，可以為使用者播放個性化音樂、推送個性化消息，並可以讓使用者在購物時無需輸入四位數的PIN碼（聲紋支付？）。當然，這個自動化辨識語音功能可以在Alexa app中設置為禁用。
去年10月，媒體就曾報導過，亞馬遜首次公開讓Alexa具備語音辨識能力的消息，之後亞馬遜便一直試圖讓人們，更容易創建自己獨特的語音配置文件。起初創建語音辨識配置文件，需要在Alexa app上操作，今年2月亞馬遜更新了，可使用Echo揚聲器創建配置文件的功能。
目前我們只知道，創建語音辨識配置文件的過程，需要使用者說出10個特定的短語，亞馬遜公司發言人拒絕提供，關於訓練Alexa 辨識語音所需的更多詳細資訊。
除了提供個性化音樂，亞馬遜團隊還在進行進一步的研發工作，以便更好的理解使用者，在與Alexa交談時的情緒狀態，而這能在未來帶來更多個性化體驗。
記者獲悉，開發者現在可以為Alexa，添加8種來自AWS Polly的獨特擬人聲音，這些聲音與Alexa現有的聲音，均有很大不同。本月早些時候，亞馬遜已將語音購買功能加入Alexa，這樣第三方開發商和企業，就可以接受來自數百萬Alexa用戶的付款了。
．藍牙 Mesh – 用全新方式「照亮」無線時代
10W iLUX Smart Bluetooth Mesh LED RGB Flood Lights
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來源： 藍牙技術聯盟
有線照明基礎設施，一直以來都以可靠性著稱，而如今無線網路，在這一方面也毫不遜色。雖然有線網路的安裝，仍具有其它優勢，但目前許多無線平台成本更低，卻擁有更強的靈活性和可擴展性。
尤其是那些擁有藍牙mesh網路支持的平台。
有線與無線
無線連接的進展，讓業界更傾向於選擇無線平台，而非有線基礎設施。雖然有線網路在可靠性方面，仍具有一定的優勢，但它在材料和勞動力方面，卻要高出許多安裝成本。
除了費用增加之外，在部署或升級有線系統時，特別是在高度活躍的商業或工業環境中，更有可能造成日常營運的中斷。而無線網路卻能夠顯著降低成本，並將部署過程中營運中斷的可能性降到最低。
藍牙mesh網路是商用互聯照明領域中最穩健、功能最強大的低功耗無線技術。
——波蘭智能照明公司Silvair首席執行官Rafal Han
此外，有線網路是建築基礎設施的有形構成部分，不易實現擴展。升級通常需要安裝新的組件，來提高性能，在某些情況下，需要徹底更換整個系統。而無線平台更易於安裝和升級，靈活性更高，能快速響應不斷變化的業務需求。
商用照明和藍牙技術
借助由藍牙mesh網路，提供支持的無線平台，除了主要用途之外，照明等系統就能提供更多附加功能，進一步帶來更高的整體價值，並確保更高的投資回報率。
藍牙技術聯盟EMEA開發關係經理Martin Woolley表示：「在建築物中將各類傳感器整合到照明系統，是有必要的。雖然有線系統也能實現這一目標，但通常需要單獨的控制設備，來協調傳感器和照明行為。而藍牙mesh的設計初衷就是為瞭解決這類問題，特別是針對商用照明系統。」
藍牙Mesh網路是針對商用照明應用，而設計的全棧式解決方案，提供專門為無線照明平台打造的功能特性。英國記者James O Malley在最近發表於Gizmodo UK的一篇文章中，列舉了藍牙Mesh網路，將帶來巨大影響的六大原因，他談到了將藍牙mesh網路用於照明時，所展現的多功能性。
Malley解釋說：「如果你家裡或辦公場所中的每個燈泡，都支持藍牙，就意味著你擁有的不僅是智慧照明……實際上，你已經在整個建築物範圍內，覆蓋了藍牙Mesh網路，你就能與建築物中所有的藍牙設備進行通信。」
除了能夠滿足日常的照明需求之外，藍牙Mesh網路還能全面整合非照明功能，例如傳感器。Woolley在他的技術論文《藍牙Mesh網路 ｜ 為智慧照明平台鋪路》中，結合實例介紹了可用作藍牙Beacon的照明設備，它們能夠透過智慧手機應用程序（App），幫助遊客在建築物周圍定位導航。
Woolley表示：「藍牙mesh照明系統，還將帶來更有趣的、潛在的重大機慧，這類系統一經安裝，就相當於為建築物配備了無線網路，並為其它無線建築物服務，創建了分布式平台。照明燈和開關就是具有，藍牙Mesh通信功能的微控制器，能夠透過軟體來控制設備功能。軟體可進行升級和添加，讓照明系統獲得新的功能。」
為照明而設計
藍牙Mesh網路規格為商用照明，提供了一種創新的無線解決方案。它的可靠性在功能上，能夠與有線系統媲美，但還具備只有無線解決方案，才能提供的響應能力、可擴展性和可延展性。波蘭智能照明公司Silvair首席執行官Rafal Han表示：「藍牙mesh網路是商用互聯照明領域中最穩健、功能最強大的低功耗無線技術。」
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| 今年的智慧城市展的看頭 Review…… |
