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AR将徹底改變建築業,看未來如何施工

11月23日消息,據Uploadvr報道,到2020年,全球建築市場價值将達到10.3萬億美元。但在這個市場中,犯錯通常都要付出昂貴代價:返工成本最高可占項目預算的12%。這意味着,在大型項目中,這筆錢可能達到數億美元。但是增強現實(AR)技術将可以改變這種情況,這也就是建築行業為何成為探索使用AR技術的先驅的原因。

AR将徹底改變建築業,看未來如何施工

Paracosm創始人兼首席執行官阿米爾·魯賓(Amir Rubin)日前接受采訪,談及建築行業的AR現狀以及未來趨勢。Paracosm主要為施工隊伍提供移動現實捕捉方面的幫助,并為此開發出相關硬體和軟體。建築設計、工程以及施勞工員都需要使用建築資訊模型(BIM),制作項目的3D設計圖。這些BIM模型應該可以完美展現建築完工後的狀态。繪制BIM模型的流行軟體包括Autodesk Revit、Graphisoft ARCHICAD以及Bentley Microstation。

當施工隊伍開始工程時,将施工現場與BIM模型進行對比是發現兩者之間存在差異的常用方式。如今,建築人員通常使用雷射三角掃描器捕捉項目現場,然後将資料與BIM模型對比。Faro和Leica Geosystems提供兩種最受歡迎的掃描器。盡管它們非常強大和精确,但速度卻非常緩慢。

這些掃描器需要2到4個小時才能掃描1.86平方米的施工現場,然後還需要更長時間在辦公室中對這些現場資料進行後續處理。通常,它們掃描中小型施工現場需要1天半左右,然後需要1到2天時間處理資料。此外,這些系統十分昂貴、費時,而且十分稀少。

AR将徹底改變建築業,看未來如何施工

将AR引入建築項目的最重要進步就是同時定位與地圖建構(SLAM)。SLAM最初起源自機器人研究,可以讓自動汽車在首次遇到的環境中移動。SLAM系統使用傳感資料(通常是雷射雷達)追蹤汽車位置,然後繪制出其周圍地圖。顯然,這個過程需要更快完成,否則快速移動的汽車就會遇到麻煩。這就是SLAM的優勢:它可以實時工作,而且不需要GPS系統。

應用到建築行業中後,SLAM可以讓建築勞工通過整個建築現場,在數分鐘内繪制出非常詳細的地圖。這種3D現實捕捉技術可以顯示項目現場到底發生了什麼,誤差僅在2厘米到5毫米之間。請注意,盡管它不像Faro和Leica Geosystems的掃描器那樣精确,但速度卻更快。這些掃描器需要3天時間,而SLAM掃描可實時進行。

為了了解SLAM對建築行業來說為何如此重要,讓我們暢想下未來的施工現場:

1.建築勞工持有雷射雷達傳感器走過施工現場,這隻需幾分鐘時間即可完成。在他行走過程中,他會建立高精确度的現場地圖,并将其上傳到雲端;

2.雲端軟體會将剛剛繪制的施工現場地圖與BIM模型對比,實際上這是将截至目前項目的進展情況與計劃中的預期結果進行對比;

3.施工現場的任何錯誤會被立刻發現,施勞工員可以提前糾正;

4.軟體也會追蹤項目的完成情況,包括施工隊伍到目前為止取得的進展、預期以及成本情況;

5.随着項目的持續,每天或每周持續上述1到4的步驟,你會得到項目進展的直覺印象。

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這種未來工作流程是Paracosm設計的願景。這個團隊從研究機器人起家,已經花費數年時間研發3D地圖軟體。但是直到最近,他們才意識到自己的最大機遇在建築領域。他們已經研發自己的硬體裝置,以配合軟體和雷射雷達使用。過去幾年,随着自動汽車和計算機視覺的進步,雷射雷達變得越來越便宜,功能卻越來越強大。

今天,施勞工員可以利用Paracosm的掃描硬體穿過施工現場,并捕捉精确的3D資料,但是Paracosm最終想要利用地面機器人和無人機自動完成這種掃描。完成掃描後,Paracosm還可自動将捕捉的資料與項目的BIM模型進行對比,其可視化工具則會給出項目進展情況的分析與見解,比如是否符合要求,是否存在問題等。

Paracosm目前的目标是讓施勞工員掃描現場變得更輕松,正獲得圍繞品質控制産生的回報。其他公司也正研發類似技術瞄準了建築行業,比如Shapetrace和GeoSLAM等。

AR将徹底改變建築業,看未來如何施工

建築設計、工程以及施工領域通常都是AR探索和應用的先驅。消費者采用AR主要依賴于足夠等人購買頭盔和硬體,而建築行業已經有很多有趣和有用的AR應用,并在繼續投資研發。下面,我們就看看幾個令人興奮的項目。

2016年6月份,微軟宣布與Trimble和AECOM結為合作夥伴。其中,Trimble主要提供定位技術和3D模型,AECOM則是世界上最大的工程公司之一。這三家企業計劃将微軟增強現實頭盔HoloLens應用到工程項目中。AR的主要應用包括對BIM模型進行全息顯示,在團隊之間進行協調,以及制作沉浸式的施工計劃等。

2016年8月份,Scope AR與石膏闆分銷商Martin Bros聯手,隻利用HoloLens提供的AR建造浴室。實驗證明,在可控環境中,即使沒有實體建築計劃或卷尺,室内建築依然是可行的。施勞工員可以使用AR中漂浮的3D模型進行作業。

在建築行業,有關VR和AR的黑客馬拉松比賽也很常見,比如AEC Hackathon。這些活動正日益受到大公司的青睐,包括Autodesk。Iris和VIMtrek等少數初創企業也在開發工具,以友善使用者在VR中觀看BIM模型,幫助設計師比以往更深入地可視化它們的項目。當工作開始時,Scope AR和Daqri等公司可以讓施勞工員在AR眼鏡、頭盔或移動裝置上直覺看模型。這些系統都是最近出現的,還沒有被廣泛使用。

AR将徹底改變建築業,看未來如何施工

目前有很多公司在嘗試利用VR技術進軍房地産和室内設計領域,但多數專注于已經完成建築的空間,而非正在建設的建築。Floored可讓使用者虛拟建立和檢視房地産空間的平面圖。Matterport則利用3D攝像頭捕捉房地産内部場景,然後幫助使用者進行VR之旅或建造數字模型。Navvis也可捕捉室内空間,讓使用者掃描和數字化,甚至轉換成BIM檔案。

最終,施勞工員希望能夠對現場進行精确掃描,以便勞工帶着AR頭盔穿過空間,并現場觀看到BIM模型。他們将能夠利用AR和VR技術,在BIM模型和正在建造的建築之間搭建起可視化橋梁。但是要想在建築現場觀看BIM模型并不容易。在建築行業,在工作流程中引入AR和VR科技增強競争優勢。距離實作這個目标可能還有很長時間,但如今已經有大量工具可擴充你的工具包,并幫助削減成本。