Výzkum z University of Tehran, Charles Darwin University a Australian Catholic University se zaměřil na aplikace vysvětlitelné umělé inteligence (XAI) a interpretovatelné umělé inteligence v chytrých budovách. Tento systematický přehled, publikovaný v Journal of Building Engineering, analyzoval 32 výzkumných prací, které se soustředí na energetickou efektivitu a management. Budovy vytvářejí více než dvě třetiny globálních emisí oxidu uhličitého a spotřeby energie, což dělá řízení energie náročným úkolem kvůli chybám v ovládání a vysokým nákladům. Autoři Mohammadreza Haghighat, Ehsan Mohammadi Savadkoohi a Niusha Shafiabady zdůraznili, že XAI řeší problém neprůhlednosti modelů umělé inteligence, což zvyšuje důvěru uživatelů a usnadňuje přijetí těchto technologií. Přehled použil metodiku PRISMA k výběru a kategorizaci studií, které pokrývají prediktivní modelování, monitorování energie, detekci poruch a optimalizační strategie. Například XAI pomáhá předpovídat spotřebu energie s vysokou přesností, což umožňuje lepší rozhodování pro provozovatele budov a tvůrce politik.
Úspory energie a zdraví obyvatel
Studie zdůrazňuje, že většina budov stále používá statické systémy vytápění, ventilace a klimatizace (HVAC), které ovlivňují udržitelnost struktur a zdraví obyvatel. Přehřáté nebo špatně větrané prostory snižují komfort a zvyšují riziko šíření nemocí vzduchem. Podle Niushy Shafiabady, spoluautorky studie, XAI podporuje adaptivní systémy tepelného řízení, které reagují v reálném čase na obsazenost, vnější klima a vnitřní teplo. Tyto systémy využívají modely strojového učení k predikci a úpravě tepelných podmínek, což vyvažuje komfort, energetickou efektivitu a zdravotní výsledky. Výzkum navrhuje rámec, který umožňuje designérům budov a manažerům simulovat tepelné scénáře a hodnotit jejich vliv na riziko přenosu nemocí vzduchem. Tento rámec je modulární, škálovatelný a přizpůsobitelný různým typům budov, od tříd po nemocniční oddělení, a poskytuje kvantitativní základ pro rozhodování, který upřednostňuje intervence zlepšující tepelný komfort i kontrolu infekcí.
Bezpečnost a odolnost infrastruktury díky AI
Umělá inteligence hraje klíčovou roli v detekci rizik v reálném čase na stavbách, kde systémy založené na videu a počítačovém vidění identifikují nebezpečné chování, jako je absence ochranných pomůcek nebo neoprávněný vstup do zakázaných zón. Tyto systémy se učí z dat specifických pro danou stavbu, což snižuje falešné poplachy a soustředí se na skutečná ohrožení. Prediktivní bezpečnost analyzuje historická a živá data k předpovídání rizik, jako je selhání zařízení nebo oblasti náchylné k nehodám, což umožňuje preventivní opatření a tvorbu cílených bezpečnostních protokolů. AI také monitoruje dodržování bezpečnostních předpisů a automaticky signalizuje porušení, což minimalizuje incidenty. V oblasti odolnosti AI optimalizuje evakuační trasy během nouzových situací a provádí hodnocení rizik v reálném čase, aby omezila škody z přírodních katastrof. Prediktivní údržba předpovídá opotřebení infrastruktury, například selhání asfaltu způsobené vlhkostí, což prodlužuje životnost aktiv.
Inovace v materiálech a udržitelnosti
Výzkumníci využívají AI k testování a optimalizaci stavebních materiálů, včetně recyklovaných a udržitelných alternativ, což zvyšuje trvanlivost a snižuje environmentální dopad. Například algoritmy AI navrhují směsi asfaltu, které lépe odolávají vlhkosti, hlavní příčině selhání vozovek. AI podporuje využití recyklovaných materiálů, průmyslových vedlejších produktů a obnovitelných zdrojů, což snižuje náklady a environmentální zátěž v celém životním cyklu stavby. Senzory IoT a AI umožňují sledování spotřeby energie na stavbách v reálném čase, což podporuje udržitelné postupy a snižuje uhlíkovou stopu. Generativní AI a velké jazykové modely se integrují do systémů modelování informací o budovách (BIM), což zefektivňuje designové procesy, zlepšuje kvalitu projektů a minimalizuje přepracování. Chatboty založené na AI pomáhají netechnickým uživatelům orientovat se ve složité dokumentaci, což usnadňuje přístup k důležitým informacím o projektech.
Budoucnost AI v chytrých budovách
Studie navrhuje budoucí výzkum, který integruje tento rámec s daty ze senzorů v reálném čase a algoritmy AI, aby ovlivnil regulační standardy pro budovy. Tento přístup spojuje inženýrství a epidemiologii, nabízí praktické rady pro architekty, manažery a tvůrce politik, kteří chtějí chránit budovy před zdravotními hrozbami. Do konce roku 2025 se očekává, že AI přejde od pasivní analýzy dat k aktivním systémům, které podněcují lidské operátory k akci na základě poznatků, což dále zvyšuje bezpečnost a efektivitu. Vládní plány, jako americký "America’s AI Action Plan", zdůrazňují budování infrastruktury AI pro bezpečný a důvěryhodný rozvoj, což odráží národní závazek k inovacím v infrastruktuře. Velké stavební firmy a poskytovatelé technologií rychle přijímají AI pro bezpečnost, udržitelnost a odolnost, s předpovědí pokračujícího růstu digitalizace a automatizace v sektoru.
