การตรวจสอบสภาพและสมรรถนะของโครงสร้าง หรือ Structural Health Monitoring (SHM) ถือเป็นสิ่งสำคัญที่จะช่วยเพิ่มความปลอดภัยในชีวิตให้กับผู้คนได้ ยิ่งปัจจุบันมีเทคโนโลยีปัญญาประดิษฐ์ (AI) และ Virtual Reality (VR) กระบวนการดังกล่าวก็ยิ่งมีประสิทธิภาพมากขึ้นตามไปด้วย บทความนี้จะพาทุกคนไปดูกันว่านวัตกรรมยุคดิจิทัลสุดล้ำทั้งสองอย่างนี้สามารถช่วยยกระดับ Structural Health Monitoring ได้อย่างไรบ้าง
Structural Health Monitoring คืออะไร
Structural Health Monitoring หมายถึงการตรวจสอบและติดตามโครงสร้างของอาคารบ้านเรือนต่าง ๆ เนื่องจากเมื่อเวลาผ่านไปนานระยะหนึ่ง วัสดุที่ใช้ก่อสร้างตึกทั้งหลายสามารถเสื่อมสภาพหรือทรุดโทรมลงได้ ไม่ว่าจะเป็นสนิมขึ้น มีน้ำไหลซึมจากรอยรั่ว หรือปูนเกิดรอยแตกร้าว เป็นต้น ดังนั้นจึงต้องคอยประเมินสภาพ และวิเคราะห์ตรวจสอบอย่างสม่ำเสมอเพื่อรักษาความแข็งแรงมั่นคงของอาคาร รวมถึงป้องกันไม่ให้เกิดอุบัติเหตุร้ายแรง เช่น อาคารถล่ม ซึ่งอาจคร่าชีวิตผู้คนจำนวนมากในบริเวณนั้น ๆ ได้
ล่าสุดเมื่อปี 2023 ที่ผ่านมา ทีมนักวิจัยจากมหาวิทยาลัย University of Central Florida (UCF) ประเทศสหรัฐอเมริกา ได้ร่วมมือกันยกระดับศาสตร์ด้านการตรวจสอบสภาพและสมรรถนะของอาคาร โดยพัฒนาและประดิษฐ์นวัตกรรมสุดล้ำขึ้นถึง 4 ชิ้นด้วยการประยุตก์ใช้เทคโนโลยีปัญญาประดิษฐ์ (AI) ผนวกเข้ากับการจำลองสิ่งแวดล้อมเสมือน หรือ Virtual Reality (VR) รวมถึงการผสมผสานทั้งโลกจริงและโลกเสมือนเข้าด้วยกันอย่าง Augmented Reality (AR) ซึ่งรายละเอียดและความเจ๋งของแต่ละนวัตกรรมจะเป็นอย่างไรบ้างนั้น ตามมาดูกันต่อในหัวข้อถัดไปได้เลย!
- ระบบ Comprehensive Structural Health Monitoring System
นวัตกรรมแรก คือ ซอฟต์แวร์การตรวจสอบและติดตามสภาพโครงสร้าง หรือ Comprehensive Structural Health Monitoring System ที่จะติดตั้งกล้องจำนวนมากไว้บริเวณอาคารและสิ่งก่อสร้างเพื่อบันทึกภาพและคอยเก็บรวบรวมข้อมูลที่เกี่ยวข้องต่าง ๆ ก่อนจะส่งต่อให้ซอฟต์แวร์วิเคราะห์และประมวลผลว่าโครงสร้างอาคารมีความปลอดภัยหรือไม่ เกิดความเสียหาย หรือเปลี่ยนแปลงไปตรงจุดไหนบ้าง ซึ่งนอกจากจะช่วยประหยัดเวลาให้เจ้าหน้าที่ไม่ต้องเดินทางไปสำรวจสิ่งก่อสร้างแล้ว ยังลดความเสี่ยงจะพบอุบัติเหตุขณะเข้าไปตรวจสอบสภาพอาคารหรือสะพานที่พุพังอีกด้วย
- ระบบ Immersive Visualization System
นวัตกรรมชิ้นถัดมา คือ Immersive Visualization System ซึ่งนอกจากจะใช้กล้องและเซนเซอร์เพื่อเก็บรวบรวมข้อมูลและวิเคราะห์ว่าสิ่งก่อสร้างนั้น ๆ ได้รับความเสียหายหรือมีสภาพเสื่อมโทรมตรงจุดไหนบ้างแล้ว ยังประยุกต์ใช้เทคโนโลยียุคใหม่อย่างหุ่นยนต์ โดรน และ Light Detection and Ranging (LiDAR) หรือนวัตกรรมการคาดคะเนระยะทางของวัตถุด้วยแสงเลเซอร์ รวมถึงกล้องถ่ายภาพความร้อนด้วยการแผ่รังสีอินฟราเรด (Thermal Camera) ผลลัพธ์ที่ได้คือระบบสุดล้ำที่ช่วยให้เจ้าหน้าที่สามารถตรวจสอบสิ่งก่อสร้างแบบเรียลไทม์ทุกที่ทุกเวลา แถมยังพูดคุยประสานงานกับผู้เกี่ยวข้องจากทุกมุมโลกได้อย่างสะดวกสบายอีกด้วย
- ระบบ Collective Intelligence Framework
นวัตกรรมชิ้นที่สามนี้ช่วยให้เจ้าหน้าที่สามารถตรวจสอบสภาพสิ่งก่อสร้างได้อย่างรวดเร็วและมีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น โดยอาศัยศักยภาพของเทคโนโลยีปัญญาประดิษฐ์ หลักการคือเมื่อเดินทางไปตรวจสอบอาคารที่โครงสร้างอาจได้รับความเสียหาย เจ้าหน้าที่จะถือหรือสวมใส่อุปกรณ์ที่ติดตั้งซอฟต์แวร์ดังกล่าวไว้เพื่อสแกนรวมถึงประเมินสภาพสิ่งก่อสร้างนั้นทันที ซึ่งนับว่ารวดเร็วและแม่นยำกว่าขั้นตอนการตรวจสอบแบบดั้งเดิมอย่างแน่นอน นอกจากนี้ เมื่อผู้เชี่ยวชาญปรับเปลี่ยนหรือแก้ไขข้อมูลการตรวจสิ่งก่อสร้าง ปัญญาประดิษฐ์ก็จะเรียนรู้และพัฒนาตัวเองโดยอัตโนมัติอย่างต่อเนื่องอีกด้วย
- ระบบ Generative Adversarial Network (GAN)
นวัตกรรมสุดท้ายจากทีมนักวิจัยของมหาวิทยาลัย University of Central Florida คือ Generative Adversarial Network ซึ่งเป็นโมเดลที่นำพลังของเทคนิคด้านปัญญาประดิษฐ์ เช่น Machine Learning และ Deep Learning มาประเมินความเสียหายที่อาจเกิดขึ้นกับสิ่งก่อสร้าง โดยอาศัยการเก็บรวบรวมข้อมูลผ่านอุปกรณ์เซนเซอร์เพื่อนำมาสอนโมเดล AI ให้คาดคะเนล่วงหน้าได้ว่าอาคารอาจทรุดโทรมลงอย่างไรในอนาคต ซึ่งสามารถช่วยให้เตรียมการป้องกันหรือซ่อมแซมสิ่งก่อสร้างได้อย่างตรงจุดและทันท่วงทีนั่นเอง
ยิ่งไปกว่านั้น ทีมนักวิจัยยังวางแผนที่จะพัฒนาสิ่งประดิษฐ์สุดล้ำเกี่ยวกับการตรวจสอบสภาพสิ่งก่อสร้างอื่น ๆ อีกมากมายในอนาคตข้างหน้า ไม่ว่าจะเป็นระบบสำหรับเตรียมรับมือภัยพิบัติ การบริหารจัดการทรัพยากร และการอพยพผู้คนไปยังที่ปลอดภัย นอกจากนี้ ยังตั้งเป้าว่าจะสร้างฝาแฝดดิจิทัล (Digital Twin) โดยจำลองส่วนประกอบต่าง ๆ ของสิ่งก่อสร้างเอาไว้บนโลกเสมือนเพื่อให้สามารถติดตามและวิเคราะห์ข้อมูลได้อย่างไร้ขีดจำกัดมากยิ่งขึ้น และหากมีข่าวสารอัปเดตใหม่ๆ เกี่ยวกับนวัตกรรมเหล่านี้ InnoHub จะนำมาฝากทุกคนแน่นอน รอติดตามคอนเทนต์ดี ๆ จากเราได้เลย
