Výkonnější stavebnictví? AI to zařídí

Umělá inteligence je dalším zásadním technologickým skokem. I ve stavebnictví, které je k podobným novinkám spíše zdrženlivé, jsou s ní spojena nemalá očekávání. Měla by přispět k vyšší produktivitě, efektivitě i udržitelnosti. Vize jsou zatím výrazně barvitější než realita, ale zástupci branže se shodují v jednom: AI musí zůstat nástrojem v rukou stále nenahraditelného člověka. Přečtěte si článek z časopisu ZDR background.

Naši civilizaci výrazně proměňuje technologický pokrok. Fenoménem, od nějž mnozí očekávají další zásadní přelom, je umělá inteligence. Její potenciál se zdá být nezměrný, což podněcuje všeobecný zájem o tuto technologii. Asi by se těžko hledal obor, kde se o jejím zapojení nemluví či neuvažuje. Její asi nejznámější a dosud nejpřístupnější forma – ChatGPT – si připsala titul nejrychleji rostoucí aplikace v historii. Za první dva měsíce od svého spuštění měla 100 milionů aktivních uživatelů, uvádí v loňské zprávě Jaké jsou důsledky umělé inteligence pro nemovitosti? poradenská společnost CBRE.

Ještě v  roce 2023 bylo zavádění AI v byznysu v plenkách a lídrem byl nepřekvapivě technologický sektor. Tehdejší průzkum společnosti McKinsey & Company zjistil, že pouze 35 % podniků používalo strojové učení a jen pětina využívala generativní umělou inteligenci. To se ale rychle mění. Počet firem, které zapojily AI alespoň v jedné své funkci, se během následujícího roku zvýšil z 55 % na 72 %. Společnosti přitom hlásily snížení nákladů a zvýšení příjmů v rámci týmů využívajících tuto technologii.

Odhady proto optimisticky hovoří o významném dopadu na ekonomický růst. Například ve společném průzkumu Centra pro makroekonomiku a Centra pro výzkum hospodářské politiky z roku 2023 většina respondentů očekávala, že umělá inteligence v příštím desetiletí zvýší globální tempo hospodářského růstu ze 4 až k 6 % ročně. Jiné prognózy pak zmiňovaly i 7% vzestup.

Lepší plány, větší produktivita, méně úrazů

Umělá inteligence je dravá a zároveň vzývaná. Sektor nemovitostí ale vykazuje značnou konzervativnost a relativně pomalé přejímání podobných nových technologií. Tento přístup podle analýzy CBRE do značné míry přetrvává. Na druhé straně vzhledem k potenciálnímu přínosu v rozsahu stovek miliard dolarů ani realitní byznys nezůstává k umělé inteligenci netečný a široce zvažuje její zapojení. Téměř tři čtvrtiny vlastníků realit a investorů, kteří odpovídali poradenské společnosti Deloitte pro její loňský Commercial Real Estate Outlook, uvedlo, že v jejich organizacích probíhá pilotní provoz nebo zavádění umělé inteligence. Byl to větší podíl než v případě jakékoli jiné technologie.

Již zmiňovaná analýza CBRE vidí možnosti využití AI v celém životním cyklu nemovitostí, od investování přes výstavbu, pronájem až po provoz. Investorům může například pomoci s filtrováním a testováním příhodných lokalit, modelováním a předpovídáním cash flow či s efektivitou právních procedur při převodu nemovitostí nebo due diligence. Pronajímatelé zase mohou těžit z automatického generování nájemních smluv či kontrolních zpráv, asistence při prověřování nájemců nebo interaktivních vizualizací pro představení nabízených prostor. Provozovatelům se pak nabízí reportování dat o obsazenosti budov a provozních nákladech v reálném čase či zákaznický servis prostřednictvím externího komunikačního kopilota.

Velké změny může samozřejmě AI přinést i v samotné výstavbě. Má se za to, že její zapojení nabídne benefity, které jdou za rámec běžné automatizace. Hlavním očekávaným přínosem je zvýšená efektivita založená na tom, že nástroje umělé inteligence umí zpracovat data mnohem rychleji než lidé, což umožní lepší rozhodování a úsporu nákladů. Jedna ze studií společnosti McKinsey odhaduje, že umělá inteligence by mohla zvednout produktivitu stavebnictví až o 20 % tím, že umožní lepší plánování projektů a řízení zdrojů.

Protože stavba je dnes velmi komplikovaný proces, hraje plánování a pečlivá předchozí příprava zásadní roli. Měnit něco za pochodu zpravidla znamená komplikace, zdržení a zvýšené náklady. Navíc je třeba naplánovat nejen konstrukci budovy, ale i  čím dál rozsáhlejší a komplikovanější infrastrukturu, jako jsou elektrické a datové sítě, voda a kanalizace či vzduchotechnika. Stále větší důraz se zároveň klade i na okolí stavby a jeho pojetí. Prostě je třeba brát v úvahu velmi mnoho věcí, a tak není divu, že složité stavební projekty zaberou i roky příprav, než se kopne do země.

Umělá inteligence zde může v mnohém pomoci. Například dokáže vylepšit 3D modelování automatizací složitých výpočtů, což umožňuje vytvářet přesnější modely s menším množstvím ručních vstupů. Lze tak ušetři čas a zvýšit přesnost modelu, čímž se snižuje počet chyb při konstrukci. Vize jsou dnes takové, že AI může například analyzovat architektonické plány a identifkovat potenciální konstrukční nedostatky nebo oblasti, kde lze minimalizovat náklady, aniž by byla ohrožena bezpečnost nebo konstrukce stavby.

Nová éra spojená s AI ale nepřichází jen do oblasti papírování, které je se stavbou spojeno. Lidská práce je drahá, navíc pracovníci potřebují přestávky, mívají zranění, nemoci a odjíždějí na dovolené. Proto dávají velký smysl autonomní robotické systémy řízené umělou inteligencí, které mohou pracovat bez oddechu. Ačkoli je zatím většina těchto řešení v počátcích a k širokému nasazení v praxi mají daleko, nejde o žádné sci-fi. Oborový magazín Construction Today uvádí, že roboti a drony ovládané AI se už dnes na některých stavbách používají například pro průzkum staveniště, přepravu materiálu nebo samotné zednické práce. Dalším rodícím se trendem je využití technologie pro prediktivní údržbu stavebních strojů a vybavení, jejichž nečekané poruchy či odstávky mohou způsobit problémy s harmonogramem projektu.

Drony a kamery fungující pod taktovkou umělé inteligence se zároveň začínají používat ke sledování stavenišť v reálném čase. Tyto systémy mohou monitorovat materiály, lidi, pracovní procesy a také dohlížet na to, jak projekty postupují. A tak jako může AI pomoci předcházet poruchám strojů, lze ji zapojit i do ochrany stavebního personálu před úrazy. Například web Construction Dive uvedl, že společnosti využívající bezpečnostní nástroje řízené umělou inteligencí zaznamenaly pokles nehod na pracovištích až o 25 %.

Mráčky na různých horizontech

Ani v případě tzv. myslících počítačů ale není vše jen sluncem zalité. Jejich dopad na různé sféry společnosti se bude prolínat a stavebnictví nezůstane izolováno. Odborníci CBRE v již zmiňované studii načrtli některé konkrétní možnosti.

V prvé řadě s každou novou technologií vznikají obavy o ztrátu pracovních míst. Poměrně nedávné zkušenosti ovšem ukazují, že technologický pokrok jich více vytváří, než likviduje. Konkrétně ve Velké Británii přispěly automatizace a technologický vývoj mezi lety 2001 až 2015 ke ztrátě zhruba 800 tisíc pracovních pozic, ale vytvořily 3,5 milionu jiných. Nicméně z dvacítky profesí, které budou nejvíce ovlivněny umělou inteligencí, je podle Oxford Economics většina kancelářských, což by se mohlo projevit v poptávce po kancelářích.

Generativní umělá inteligence může také zefektivnit zdravotní péči, což by spolu s virtuální diagnostikou mohlo snížit potřebu lékařských prostor. Využívání vozidel bez řidiče zase dost možná změní požadavky na logistická centra a jejich lokality. Na druhé straně by podniky zaměřené na koncové spotřebitele, jako jsou maloobchod či hotely, mohly těžit z lepšího zákaznického servisu a personalizace produktů a služeb, což by vedlo k větší poptávce po kamenných provozovnách tohoto druhu.

Pak jsou zde rizika spojená s AI jako takovou. Základem její existence a rozvoje jsou mikročipy a jejich nabídka je omezená. Dodávky základních komponent totiž mají své limity a na trhu soutěží jen relativně málo výrobců, což brzdí pokrok. V potaz je třeba brát i energetickou náročnost. Při současné trajektorii růstu by roční spotřeba elektřiny ze serverů umělé inteligence byla podle CBRE do roku 2027 vyšší než roční spotřeba elektřiny mnoha malých zemí. Mezi další rizika patří kybernetická bezpečnost nebo možné ohrožení duševního vlastnictví uživatelů. Umělá inteligence může být také pouze špatně použita. Ale i při dodržení pravidel nejlepší praxe nelze vyloučit její halucinace, tedy poskytování nesprávných či zkreslených odpovědí. Slepé spoléhání na tuto technologii tak může vést i k velmi škodlivým byznysovým rozhodnutím.

Nanejvýš fast food design

Šedá je teorie a zelený strom života, praví známé rčení. V případě umělé inteligence je to ale leckdy spíše obráceně – teorie a vize jsou zelené, realita zatím trochu šedá. Takový dojem alespoň přináší nahlédnutí do soudobé praxe. Velmi příhodně se jeví využití AI při plánování staveb – při práci architektů a projektantů. Co o tom soudí oni sami? „Umělá inteligence za poslední roky udělala velký pokrok ve využití. Je však nutné rozlišit různé aplikace. Například aplikace využívající big data zde byly jako první. Jde o takzvané interpolační systémy, které pracují s existujícími daty v rámci určitého konkrétního datasetu. To je vhodné pro posuzování různých aspektů stavění, jako je využití pozemku, posudky osvětlení, klimatu, dopravy. Často se jednalo o nadstavby klasických expertních programů typu BIM. V posledních letech ale došlo k rozvoji extrapolačních systému umělé inteligence a zde již skutečně můžeme hovořit o kreativním přístupu AI,“ říká architekt Pavel Martinek, který je mimo jiné předsedou skupiny pro AI v rámci Evropské rady architektů.

S umělou inteligencí dnes podle něj pracuje celá řada ateliérů na různé úrovni, a to od vylepšení vizualizací přes testování a posuzování projektů po skutečné extrapolačně generované návrhy. Míru zapojení AI v praxi je obtížné určit, protože může být velmi individuální. Existují ale například průkopnické ateliéry jako Deep Himmelblau, kde stavby vytvářejí pomocí umělé inteligence. Zajímavým příkladem je i Matias Del Campo, který si sestavil obsáhlý dataset historické i současné architektury a na jeho základě vytváří dle zadání různé variace designu.

Ryze český střípek do mozaiky nabízí Lukáš Janáč, výkonný ředitel architektonické společnosti YUAR: „Umělá inteligence je v současné době na úrovni vhodné k testování, a to jak jí samotné, tak už i testování dílčích praktických úkolů. V kanceláři testujeme využití grafických modelů pro ověřování variant fasád či konceptů interiérů. Testovali jsme také speciální model pro variantní dispoziční řešení. Možnosti využití jsou tedy široké. Vzhledem k požadavkům na výsledný výstup je však kvalita zatím v lepším případě průměrná“. AI podle něj zatím umí nabídnout spíše užitečný materiál k debatě než použitelné řešení.

Rozvoj této technologie jde rychle vpřed a dá se čekat její zdokonalování, Janáč ale varuje před přílišným spoléháním se na AI. „Její výstupy vypadají místy až skvěle. Je však potřeba kritického myšlení. Udělal jsem si test na právním textu – nechal jsem AI vypracovat shrnutí na základě dokumentu Rozhodnutí odvolacího orgánu proti vydanému územnímu rozhodnutí. Výsledný text vypadal na první pohled logicky, ale kvůli nesprávnému vytvoření vztahů v textu došla AI k vadnému závěru,“ upozorňuje na poměrně typickou slabinu. Pavel Martinek vidí problém tam, kde nástroje umělé inteligence mohou sehrávat roli v přípravě správních stanovisek nebo řeší projekty strategického charakteru. „Zde je naprosto zásadní znalost o původu dat, ze kterých se vychází, a  vůbec rozhodovacích postupů a priorit, které AI používá. Dotýkáme se tím tématu vysoce rizikových aplikací, které popisuje velmi podrobně evropský AI Act. Podle něj na určité úkony mohou být používány pouze certifkované datasety. Architektura na poli infrastruktury a urbanismu se vysoce rizikových aplikací částečně týká,“ zdůrazňuje Martinek.

Oba zástupci architektonické profese předpovídají umělé inteligenci zajímavou budoucnost, která ovšem má svá ale. Lukáš Janáč ji vidí především jako velmi užitečný nástroj už jen kvůli neustále se zvětšujícím požadavkům na stavby, jejich provoz a zasazení do prostředí. „Bude užitečná pro rychlé modelování vztahů mezi prostorem, funkcí a provozem. Tato její schopnost by nám mohla nějakou dobu vydržet. A pak věřím, že se dostane i na úroveň, kdy bude navrhovat stavby se vším všudy. Ruku na srdce, u spousty z nich si toho ani nevšimneme – například u průmyslových a skladovacích hal nebo typizovaných rodinných či bytových domů. Nenazýval bych to však architekturou, ale třeba fast food designem. Kvalitní restauraci, nebo dokonce domácí kuchyni to však z podstaty věci nenahradí,“ říká.

Pavel Martinek má podobný pohled. Umělá inteligence podle něj zatím v oblasti kreativity neumí pracovat s pojmy typu abstrakce, koncept, analogie. Přestože vývoj jde rychle kupředu, zvládá stále spíš simulaci uvedených přístupů. „Samotná lidská kreativita je také specifická, rozdělujeme ji na kombinační, objevnou a transformační. Dnes asi můžeme říci, že AI dokáže velmi dobře zvládnout tu první, ty další už obtížněji. Poslední, tedy transformační je skutečně výsadou člověka, a to je něco, co posouvá architekturu ve vývoji,“ vysvětluje. Protože práce architekta je o hledání průniku různých zájmů, vypořádání se s legislativními, místními, finančními podmínkami a přáními klienta, jeho role zůstává nezastupitelná. „Dokud budou stavby zadávány lidmi, nemůže AI architekta nahradit,“ shrnuje Martinek.

Nástroj v rukou člověka

Samotné stavebnictví si umělou inteligenci více či méně oťukává, má chuť ji zapřáhnout, kde to půjde, ale nemíní na ni sázet přespříliš. Alespoň to plyne z vyjádření oslovených firem. Například v české pobočce mezinárodního stavebního a developerského koncernu Skanska zatím AI nejvíce pomáhá v back-office, během schůzek, plánování či při brainstormingu. Už několik let má společnost díky iniciativě kolegů z Finska a Švédska vlastního chatbota, což otevírá možnost tvořit si vlastní AI asistenty na zabezpečené platformě. „Naši AI avataři za nás dokážou školit nové zaměstnance o bezpečnosti v jejich jazycích a případné změny provádíme v řádu minut,“ nabízí velmi konkrétní aplikaci Marek Ždánský, který ve Skanska Central Europe vede tým pro umělou inteligenci. Přední stavební společnost podle něj rovněž pracuje na vlastních algoritmech strojového učení pro predikci důležitých dat ve svých procesech.

„Zajímáme se ale i o aplikace predikující například rizika na projektech, ať už bezpečnostní z kamer, nebo rizika finanční plynoucí z dat o prostavěnosti a z faktur. Největší potenciální přínos však vidíme tam, kde ještě AI nevyužíváme, tedy v procesech týkajících se spolupráce se subdodavateli, objednatelem a dalšími partnery,“ říká Ždánský. Chuť firmy digitalizovat stavitelství podle něj ale naráží na to, že připraveny k tomu musí být i ostatní články řetězce jako investor, projektant či koncový uživatel.  „Pokud ČR nemá zdigitalizovány ani běžné procesy, které v zahraničí jsou již denním chlebem pro algoritmy, můžeme urychlovat jen naši část práce,“ podotýká.

V samotné firmě každopádně počet příznivců umělé inteligence stoupá s tím, jak konkrétní lidé poznávají konkrétní výhody. „Snažíme se kolegyně a kolegy stále vzdělávat, pořádáme pravidelné webináře a workshopy, abychom osvětu o AI napříč firmou rozšířili co nejvíce. A vidíme obrovský zájem o tento typ akcí, kdy si kolegové z různých oblastí a projektů sdílí spousty nápadů na využití či vlastní zkušenosti,“ popisuje manažer Skansky.  Zároveň zdůrazňuje, že společnost nemá v plánu nechávat na AI jakákoli finální rozhodnutí, už jen proto, že za projekt je vždy zodpovědný konkrétní člověk. Vyvstává tu totiž i etická otázka, kdo by byl za rozhodnutí umělé inteligence zodpovědný. „I proto dbáme na pečlivé testování a transparentnost při jejím zavádění. Vždy na konci chceme verifikaci lidským faktorem,“ dodává Marek Ždánský.

Ve skupině Progresus, která se mimo jiné zabývá developmentem a vlastní předního tuzemského výrobce dřevostaveb RD Rýmařov, umělou inteligenci postupně zapojují do různých oblastí od finančního controllingu a účetnictví přes marketing až po pokročilou analýzu dat. „Ve výrobě a developmentu nám AI umožňuje lépe vyhodnocovat varianty řešení, optimalizovat procesy a porovnávat naše postupy s  trhem,“ říká spolumajitel společnosti Lukáš Zrůst.

Jde podle něj o významného pomocníka, který dokáže zpracovávat obrovské množství dat v reálném čase, což přináší vyšší efektivitu i lepší kontrolu. „Přesto AI vnímáme jako nástroj – učí se na základě zpětné vazby a ukazuje možnosti ke zlepšení, ale lidská zkušenost, vize a emoce v architektuře i stavebnictví zůstávají nenahraditelné,“ podtrhuje.

Jedna z dceřiných firem skupiny se zabývá specifickou oblastí, jakou představuje vývoj nových materiálů. AI zde už dnes podle Zrůsta ulevuje od rutinních a administrativních úkolů spojených s výzkumem a materiálovými inovacemi. „Umožňuje tak našim kolegům ze startupu Mykilio soustředit se na samotnou vědeckou práci, která je jejich vášní – na rozdíl od zpracovávání administrativy.

Kromě toho AI přináší strukturu, rychlé návody a doporučení, která mohou urychlit proces vývoje – od identifikace klíčových parametrů až po optimalizaci složení materiálů,“ popisuje. Do budoucna se dá podle něj očekávat, že pokročilá umělá inteligence bude hrát stále větší roli v navrhování nových materiálů, jejich digitálním testování a simulaci jejich vlastností včetně stárnutí nebo změn vzhledu. „Přesto stejně jako u architektury a stavebnictví zůstává lidská expertiza nenahraditelná, protože i  zde fnální posouzení a rozhodování vyžaduje zkušenosti, intuici a hluboké porozumění kontextu,“ soudí Zrůst.

Když se potkají dva fenomény

Dnešní předpovědi mluví o tom, že umělá inteligence bude hrát klíčovou roli také při rozvoji udržitelnějšího stavebnictví. S obavami ze změny klimatu a nedostatku zdrojů čelí obor rostoucímu tlaku na minimalizaci environmentálních dopadů nejen při samotné výstavbě, ale i při provozu staveb. „Jedna z manažerských pouček minulých let zněla: Měřím, zlepšuji. Dnes již máme obrovské množství dat, ale ukazuje se, že chybí čas na jejich vyhodnocení. Takže s nástupem AI, která v reálném čase zpracuje, porovná a vyhodnotí nepředstavitelné množství informací, bych původní prohlášení parafrázoval na: Vyhodnocuji, zlepšuji,“ říká ESG ředitel skupiny Progresus Jan Nový. Umělá inteligence podle něj už je v developmentu skvělý nástroj na posouvání efektivity výroby, výstavby a projekce, jejímž výsledkem může být například úspora energií, vody i materiálů. „Pomáhá hledat více variant, nabízet více možností. A to od samého počátku v podobě návrhu přes výrobu, výstavbu až po užívání a následnou demolici budov,“ říká Nový.

V oblasti sociální dává podle něj AI manažerům větší prostor soustředit se na to podstatné, co například zákazník či zaměstnanec opravdu potřebuje. V každodenní práci umožní osvobodit se od papírování, nutné byrokracie a opakování rutinních činností, které se dají automatizovat. „Ale zase je to ve výsledku člověk, manažer nebo úředník, který rozhodne, jestli nás tato technologie od řady věcí osvobodí, nebo zda naopak umožní mít ještě více požadavků: byrokracie, tabulek, statistik do úřednických databází, potvrzení či podkladů pro schválení,“ soudí Nový.

Někteří experti soudí, že stavebnictví sice přijímá digitální technologie pomaleji, ale postupně může být na umělé inteligenci stále více závislé. Právě ona mu totiž pomůže zachovat konkurenceschopnost v rychle se měnícím prostředí. V něm je tlak na udržitelnost jen jednou, byť stále významnější veličinou.