Byggepladser tømt for mennesker: Om 10 år vil datakraft og robotter bygge vores huse

»Forandringer vil komme uanset hvad – hvad enten vi kan lide det eller ej,« siger Håkon Reisvang, som er norsk civilingeniør med bachelor i konstruktionsteknik og en master i integreret bygningsteknologi.

Efter nogle år som bygningskontrollør i et revisionsfirma og projektleder i Probea, som arbejder med nybyggerier og renovering, valgte han i januar i år at satse på en karriere som konsulent og foredragsholder. Han har startet to konsulentfirmaer, I4 Technology og 10 X Construction, som skal hjælpe bygherrer og entreprenører med at tage digitale værktøjer i brug.

»Jeg havde et ønske om at vie al min tid til den digitale udvikling, som jeg synes er utrolig spændende. Vi står midt i en brydningstid. Det er nu, det sker,« siger han.

Men hvordan tror Håkon Reisvang konkret, at byggeprocessen vil blive automatiseret i fremtiden?

De robotter, vi har set, der monterer gipsplader, maler facader og borer hul i betondækkene, er bare en stille begyndelse på, hvad vi vil få at se i de kommende år, hvis man skal tro Håkon Reisvang.

Begrænsningerne forsvinder

Den vigtigste årsag til, at robotter og andre avancerede, autonome værktøjer nu står over for et gennembrud, er den accelererende øgning af datakraft, mener han.

»Udviklingen er eksponentiel. Det vil sige, at den fordobles inden for et givent tidsrum. For tiden er intervallerne på cirka to år, men jeg tror, at de snart vil være nede på halvandet til et år. I så fald kan processorerne have tusind gange så meget kraft om ti år,« forklarer Håkon Reisvang.

»Efterhånden som datakraften fortsætter med at fordobles, er min påstand, at vi kan have de første byggepladser uden mennesker om ti år,« slår han fast.

Nvidias gennembrud

Ifølge Håkon Reisvang er den anden store forudsætning for robotternes indtræden på byggepladserne også på plads nu: it-selskabet Nvidias grafikprocessorer (GPU), som gjorde et kvantespring i 2015 med såkaldt GPU-accelereret datakraft.

»GPU-accelereret datakraft har bidraget til udviklingen af blandt andet kunstig intelligens, virtual reality, skytjenester og blockchainteknologi. I deep learning-niveauet i kunstig intelligens er computerne blevet mere lig den menneskelige hjernes opbygning i form af neurale netværk.«

Dette har igen ført til, at den kunstige intelligens er kommet ind i en rivende udvikling, forklarer Håkon Reisvang.

ING Briefing | 14. april | Danske robotter i krise

Automatisering

»Det var efter, at disse processorer kom, at robotterne holdt op med at opføre sig kluntet, eksemplificerer han og henviser til robotter, som kan hoppe og danse med jævne, sammenhængende bevægelser og finde vej selv gennem et råbyggeri med upåklagelig stedsans.«

Her er Håkon Reisvangs begrundelser for, at menneskene på byggepladsen vil blive fortrængt af robotter og andre mere eller mindre kunstig intelligente maskiner de næste år:

Programmeret projektering

Vi har ofte fået at vide, at det er de repetitive håndværkeropgaver, som kommer til at blive automatiseret først. Håkon Reisvang tror, at også mange administrative opgaver på mellemlederniveau står for fald.

»Antallet af bidragsydere pr. projekt vil dykke markant. Behovet for projektledere og rådgivende ingeniører vil også aftage voldsomt, men man vil altid behøve beslutningstagere. Ingeniører med viden om kunstig intelligens vil blive eftertragtede fremover,« mener han.

At oprette en livscyklus-BIM, en digital tvilling, som følger byggeriet fra tegning til nedrivning, er så småt begyndt at blive standard i norske byggeprojekter.

»Konsulenter vil nærmest blive overflødige, efterhånden som alle relevante data fyldes ind i modellerne. Kunstig intelligens vil sørge for, at modellen tilfredsstiller alle krav og ønsker til byggerierne. Dette vil der naturligvis også være store summer at spare på. I et stort byggeprojekt kan der gå flere hundrede årsværk til konsulenttjenester,« siger Håkon Reisvang.

»Når alle forudsætninger for et forskriftsmæssigt byggeri er lagt ind i arkitekternes designprogrammer, og fremdriften kontrolleres kontinuerligt af 3D-scannere, holder det fint kun at have én hovedoperatør af byggepladsen,« hævder han.

Ingeniøren præsenterer ny konference om energirenovering af den almene boligsektor

Byggeri

Og denne operatør kan sidde hvor som helst. Meldinger om afvigelser vil komme som advarsler på mobilen med alle specifikationer, som skal til for at rette op på fejlene.

Hvad nu, hvis der sker noget akut eller uforudset?

»Der er grænser for, hvor akut det kan blive, når der ikke er mennesker til stede på byggepladsen. Men en kran ude af kontrol vil stadig kunne forvolde store skader. Selv om de bliver bygget om til mobile, mekaniske robotarme med sensorer og kunstig intelligens, skal de være uhyre nøjagtigt programmeret og for eksempel indstille arbejdet ved voldsomme vindstød. IoT-sensorer vil sørge for, at udfordringer med vejret opfanges i god tid. Jeg tror faktisk, cybersikkerhed vil blive en større udfordring,« siger Håkon Reisvang.

Arkitekterne bliver vigtigere ...

Han mener, at arkitekten bør følge byggeriet meget længere, end hvad der er normalt i dag.

Seminar: Sådan tiltrækker du it-talenter til industrien

»Når byggeriet er færdigtegnet, kravspecifikationen på plads og ansøgningerne godkendt, lægger bygherren opgaven i udbud. Og i det øjeblik falder mange arkitekter af teamet. Når bygherren har valgt en eller flere entreprenører, lejer han også et antal kontrollører, som skal følge med i, at arbejdsgrupperne gør, som de skal. Jeg mener, det er irrationelt, at den, som har designet byggeriet, ikke er med hele vejen. Når vi derudover ved, at entreprenørernes arbejde vil blive overtaget af maskiner, ville det være fornuftigt at overlade mere ansvar til arkitekterne.«

Mener du, at entreprenørerne vil blive overflødige?

»De er i stor fare for at blive disrupted, ja. Efterhånden som kravspecifikationerne bliver mere vandtætte, kan entreprenørerne ikke længere satse på indtjening i form af ændringsarbejde undervejs – noget, som er udbredt i dag. Entreprenørerne bør derfor satse på et samarbejdsforetagende, hvor bygherren og entreprenøren samarbejder om fælles værdimål. Samtidig vil robotproducenterne overtage meget af entreprenørernes livsgrundlag. Derfor bør vakse entreprenørvirksomheder i dag investere i robotfirmaer. Hvis entreprenørerne ikke holder sig opdateret på den digitale udvikling, vil it-firmaer overtage hele branchen,« advarer Håkon Reisvang.

... for så at blive erstattet

Han begrunder påstanden med, at der i en gennemdigitaliseret byggebranche ikke står noget i vejen for, at Boston Dynamics og andre robotproducenter kan begynde at afgive bud på byggeprojekter.

»Når automatiseringen er kommet langt nok, vil de selvfølgelig spørge sig selv: Hvorfor skal vi fodre byggefirmaerne med robotter og vores kompetence, kan vi ikke bare tage disse job selv?«

Rigtig meget af arkitekternes arbejde kan også automatiseres. Håkon Reisvang bruger norske Spacemaker og amerikanske Testfit som eksempel. De udvikler kunstigt intelligente værktøjer til arkitekter og entreprenører.

»Deres programmer gør planlægningsarbejdet meget lettere og hurtigere. Ved at lægge et sæt ønskede faktorer ind i et projekt, såsom krav til lys eller udsigt, kommer den kunstige intelligens med teknisk korrekte og forskriftsmæssigt korrekte alternativer til udformning af byggerierne. Foreløbig skal en arkitekt designe et udgangspunkt, men maskinerne vil snart lære at tegne byggerier på egen hånd. Husk, at den autonome, algoritmestyrede arkitekt har millioner af projekter at hente ideer fra, og hukommelsen er ubegrænset. Til sidst vil dét at få tegnet en bygning blive lige så let som at vælge, hvordan man skal indrette køkkenet,« mener Håkon Reisvang.

Når så byggetegningerne er i orden, og den digitale byggeansøgning er godkendt af myndighedernes algoritmer, kan bygherren sætte gravearbejdet i gang. Også det vil blive et job for en programmør.

Sværme af gravemaskiner?

»At gravearbejde vil blive udført af selvkørende maskiner i en ikke alt for fjern fremtid, er hævet over enhver tvivl. En virksomhed som Trimble udvikler software, der gør maskinerne autonome med kunstig intelligens, hvilket gør, at en stor del af udgravningen bliver fuldstændig selvstyrende. En byggeplads er et afskærmet område, der er som skabt til samarbejde mellem autonome køretøjer.«

»Der er ingen trafik eller forgængere, der skal tages hensyn til. Førende aktører på markedet som Caterpillar, Liebherr, Komatsu og Volvo er allerede godt i gang med at teste autonome gravemaskiner og dumpere. Volvo CE er nok dem, der satser mest på dette og har blandt andet udarbejdet et fremtidskoncept for udgravning sammen med Lego.«

Hvad med bortkørsel af jord og affald?

»Det vil også blive automatiseret, men næppe lige så hurtigt. Her er der større udfordringer med infrastrukturen. Men det kommer.«

Og hvad så, når fundamentet er færdigt, og bundpladen skal på plads?

»Det vil være et forholdsvist enkelt job for 3D-printere. Cazza er et selskab i Silicon Valley, som har udviklet selvkørende betonprintere. Og de er ikke alene. Og hvad angår at binde armeringsjern, så har vi jo allerede robotter, der kan udføre det job,« siger Håkon Reisvang.

[video: https://youtu.be/_hiTwnqPRE8]
Beton-printeren Cazza X1 er udviklet i dotcom-revolutionens vugge Silicon Valley.

At bygge indefra og ud

»Der er så meget at spare på at bygge indefra og ud, at jeg tror, det er det, der vil blive fremgangsmåden fremover,« siger Håkon Reisvang.

Hvad mener du med det?

»I stedet for at sætte hele råbyggeriet op, før du begynder med inventaret, kan man hejse inventarmoduler ind helt fra starten,« siger han og nævner Future Haus som eksempel på en leverandør, som er kommet langt med den slags løsninger.

»Fabrikker vil lave mere eller mindre færdige rum med alt, hvad det kræver af sensorer og teknologi. Det er lettere at gøre alt fremkommeligt for en robot i et fabrikslokale frem for på en byggeplads. Der kan maskinerne have tag over hovedet og arbejde på et fladt underlag. Så kan bygherrerne vælge, hvor store og avancerede køkkener, badværelser og stuer de vil have.«

Håkon Reisvang tror, at huldæk af beton vil bestå som etageadskillelser en tid, hvis ikke de bliver udkonkurreret af krydslamineret limtræ, som er den nye, modulære træ-trend, og som har langt lavere CO2-udledning end beton.

Men de modulære rum er jo nødt til at blive hejst på plads, før man monterer dækkene. Hvad nu, hvis der kommer kraftig nedbør, hvordan skal man så holde inventaret tørt?

»Hvis man bygger etage for etage, vil det ikke tage lang tid, før huldækkene er på plads. De produceres off site allerede og kan ligge klar på byggepladsen, når rummene ankommer. I mellemtiden skal man finde en måde at overdække byggeriet på, for eksempel med droner, som holder et sejl mellem sig,« foreslår Håkon Reisvang.

Og vægge og tag skal dronerne også løfte på plads?

»Ved at udstyre hejsekraner med intelligens og sensorer vil vejen til at kranen bliver en mekanisk robotarm ikke være lang. Med billedgenkendelse og kunstig intelligens vil de overgå enhver menneskelig kranfører i effektivitet. Væggene, som ankommer til byggepladsen, vil være isolerede og have rørføring og elektronik klar allerede fra fabrikken,« understreger Håkon Reisvang.

Slut med fejlmontering

I dag sker der en del fejlmonteringer, der forsinker og fordyrer byggeprocessen, påpeger Håkon Reisvang. Når alt på byggepladsen efterhånden vil blive genstand for et laserovervågningssystem, hvad enten det er i form af rullende bæltekøretøjer eller robothunde, vil behovet for efterbearbejdning være minimalt. Laserscanning er langt mere nøjagtig end mennesker, der inspicerer.

»Efterhånden vil de tredimensionelle laserscannerne blive så billige, at de kan placeres overalt, så man slipper for mobile enheder, der komplicerer logistikken. En 3D-scanner vil udkonkurrere kameraer og film til dette formål. Og så vil alle afvigelser blive opdaget med det samme, og BIM-operatøren vil få en advarsel på mobilen eller på skærmen i kontrolrummet. Det, at fejlen opdages med det samme, så man ikke gentager den, har et meget stort potentiale for at give besparelser,« siger Håkon Reisvang.

Norske Imerso har allerede udviklet en løsning til 3D-laserscanning med mobiltelefon på byggepladser. Hos AF-gruppen i Bispevika tester de for tiden en kørende inspektionsrobot fra spanske Scaled Robotics.

Selvkørende fartøjer

I lighed med det tidligere nævnte bæltekøretøj fra amerikanske Doxel og hunderobotten fra Boston Dynamics er den et selvkørende, algoritmestyret køretøj, som kan bevæge sig rundt på byggepladsen og scanne døgnet rundt ved hjælp af kunstig intelligens.

»Sammen med droner med fotogrammetri vil disse robotter sørge for, at byggeprocessen bliver totalovervåget til enhver tid. Foreløbig er der tale om dyrt udstyr, men som med alt andet er det blot et spørgsmål om tid, før masseproduktionen kommer i gang,« siger Håkon Reisvang.

Alle disse nye teknologier vil næppe blive tilgængelige på samme tid. Hvordan skal entreprenører og andre så forholde sig i mellemtiden?

»Min pointe er, at vi ikke kan stå med hatten i hånden og vente på, at Industri 4.0-infrastrukturen er klar. Der vil altid komme nye teknologier til, og vi må hoppe på toget med det samme. Gøre os bekendt med de nye muligheder og tage dem i brug lidt efter lidt,« anbefaler Håkon Reisvang.

Han frygter, at dem i byggebranchen, der ikke formår at hæve kompetenceniveauet i forhold til den nye teknologi, kommer til at sakke agterud. For dem, der følger med tiden og investerer i innovation, ser han derimod nye muligheder.

»Mange af de gamle job vil forsvinde, men der vil dukke nye markeder op. Jeg håber og tror, at vi kommer til at bruge arbejds- og tidsbesparelserne, som robotterne fører med sig, til at skabe smukkere, grønnere og mere komplekse bygninger,« siger Håkon Reisvang.

PS! Kæmper du også med at forstå, hvordan maskinlæring egentlig foregår? Her er et forsøg på at forklare det uforklarlige:

Artiklen er fra tu.no.