Liviu Ștefănescu, Research&Development Executive în cadrul Allied Engineers
„Inteligența artificială, despre care se discută atât de mult în ultima vreme, și-ar face cu greu loc în domeniul construcțiilor”, spune Liviu Ștefănescu, Research&Development Executive în cadrul Allied Engineers, una dintre cele mai importante companii de proiectare generală din România, cu o experiență de 20 de ani în industrie.
„Prin natura sa, AI-ul doar digeră informații, fără a putea înțelege de ce a ajuns un lucru să fie interpretat într-un anumit fel, proces, de altfel, esențial în acest domeniu”, explică el. „În schimb, AI-ul și-ar putea găsi o utilizare în crearea desenelor tehnice (detaliere) și există deja cercetări în această zonă.”
Am discutat cu Liviu despre rolul tehnologiei în domeniul proiectării și despre cum s-a schimbat acest rol de-a lungul anilor, precum și despre contactul cu noile generații de ingineri.
Cum a arătat formarea și traseul dumneavoastră profesional?
În 2008 am terminat masterul la Universitatea Tehnică de Construcții București, după ce am absolvit Facultatea de Construcții Civile Industriale și Agricole în cadrul aceleiași instituții. La bază am avut dintotdeauna o pasiune pentru IT. Pasiunea aceasta s-a manifestat din timpul liceului, când făceam website-uri și învățam Macromedia Flash 5, program care era la modă pe vremea aceea. Am învățat atunci și rețelistică, datorită cursurilor pe care le-am făcut în liceu.
În materie de studii universitare, am ales domeniul construcțiilor, pentru că am fost mereu atras de domeniul fizicii, de obiectele palpabile (materialitatea obiectelor) și de fenomenele vizibile. M-am îndreptat în mod particular către zona de mecanică a industriei construcțiilor, fiindcă îmi place să analizez cum o clădire descarcă întreaga sa greutate la sol, cum gestionează energia, cum se deformează și cum se mișcă în diverse situații.
Am fost curios să obțin pe un calculator rezultate similare cu cele ale unui cutremur sau ale altor acțiuni din viața reală, deci să recreez modele cât mai realiste ale unor asemenea fenomene. Programarea pe calculator nu își are rostul fără un domeniu în care să o aplici. Aveam nevoie de domeniul construcțiilor, pentru a învăța ce înseamnă proiectare și modelare, pe care să mulez apoi dezvoltarea de software.
Eram nerăbdător să termin studiile ca să încep să produc ceva concret și construibil. La începuturile mele profesionale, am dezvoltat primele aplicații în cadrul Allied Engineers, compania din care fac parte de 16 ani deja. Cel mai mult mi-a plăcut să traduc o viitoare construcție într-un model de calcul pe care să-l înțeleagă calculatorul și care să dea rezultate credibile. Între altele, de-a lungul timpului am trecut prin tot felul de studii, tehnici și metode, am învățat cum arată standardele de construcție în Statele Unite, în Europa sau în Asia.
Cel mai mare proiect la care am lucrat în cadrul Allied Engineers a fost Globalworth Tower, pe care l-am proiectat împreună cu colegii mei. Contribuția mea a fost să creez si să validez modelele de analiză structurală utilizate ulterior de colegi la calculul elementelor (stâlpi, grinzi, plăci, fundație).
Partea de dezvoltare IT a mers în paralel cu ingineria timp de aproximativ opt ani, după care am ales să mă concentrez mai puternic pe IT.
Ce presupune rolul pe care-l aveți acum în cadrul Allied Engineers Grup?
Un prim rol este cel de administrator de rețea, ceea ce înseamnă că rezolv nevoile imediate legate de tehnologie în cadrul Allied Engineers. Mă ocup de tot ceea ce înseamnă securitate, probleme de criptare sau back-up la distanță.
În al doilea rând, am rolul de consultant, ceea ce înseamnă că primesc de la colegi diferite modele de analiză, pe marginea cărora ne sfătuim ulterior: de ce elementul acela se mișcă sau de ce nu se încarcă un altul. „Am pus doi stâlpi și o grindă, dar nu se îndoaie cum trebuie”. Și le spun de ce, iar ei trebuie să valideze motivul și să înțeleagă raționamentul din spate.
În paralel, ocup rolul de director tehnic în cadrul firmei sensALL Seismic, ce face parte din același grup. În cadrul acestei firme dezvoltăm și producem senzori seismici, accelerografe. Acești senzori înregistrează vibrațiile construcțiilor în care sunt instalați, în special cele asociate cutremurelor. În 5-6 ani, am ajuns la peste 30 de clădiri monitorizate astfel, în special clădiri de birouri. Am gândit tot sistemul de la zero, atât la nivel de software, cât și hardware și este în continuă dezvoltare.
În ambele firme am în vedere dezvoltarea tehnologică pe termen lung, care implică evaluarea și integrarea soluțiilor software și hardware moderne în arhitectura fiecărui sistem.
Se vorbește mult despre inteligența artificială și aplicațiile sale în diverse zone. Ce ar putea aduce AI în domeniul construcțiilor?
Sunt foarte multe necunoscute în domeniul ingineriei. Ca inginer, lucrezi între un minim și un maxim credibil. Dacă ești în zona aceea, este bine. Dacă ai ieșit de-acolo, înseamnă că ceva este greșit. Lucrezi cu date inexacte și trebuie să ai totuși un rezultat ferm. De-asta, inteligența artificială s-ar încurca foarte tare în inginerie.
Multe tipuri de inteligență artificială învață din exemple. Cam așa funcționează și neuronii umani: există un input și un output, iar neuronii se adaptează pentru a găsi o funcție de corelare între cele două. După aceea, rețeaua neuronală adaugă noi și noi legături în timp.
Inteligențele artificiale sunt antrenate folosind milioane și milioane de conexiuni între input și output. Și majoritatea sunt cutii negre în care se pierde o informație esențială: de ce a ajuns un lucru să fie interpretat într-un anumit fel. AI-urile digeră informația. Se obține o corelație între anumiți parametri, iar când i se dă o problemă nouă, AI-ul va estima ce s-ar potrivi mai bine, conform cu informația pe baza căreia a fost antrenat să funcționeze.
În domeniul construcțiilor, nu prea avem cu ce să îi antrenăm. În primul rând, ne trebuie un răspuns conform normelor de proiectare. Am participat la expertize tehnice pentru diferite erori umane: de exemplu, o hală picată de la zăpadă sau un acoperiș zburat de vânt. Cum le-am verificat? Am folosit normele de proiectare și am obținut răspunsuri ferme, clare, bazate pe informații concrete, dintr-o sursă exactă, pentru a înțelege ce a funcționat greșit.
Nu am văzut ca AI-ul să facă lucruri atât de exacte. L-am văzut să facă lucruri imprecise, la fel ca oamenii. Și asta este în regulă, într-o oarecare măsură. Dar pe moment el nu înțelege ceea ce face. Face o asociere, dar nu înțelege ce se întâmplă acolo, de ce se întâmplă asta. În cazul de mai sus, nu știe de ce trebuie să calculeze presiunea vântului, nici măcar ce este acela vânt. AI-ul e rupt din universul nostru: trăiește într-o lume a întunericului, a firelor și a electronilor care aleargă. El nu are contact cu universul nostru material și nici nu simte frică sau moarte. Și nu are cum, prin definiție. Știe doar să facă asocieri.
În inginerie există totuși o zonă în care se poate folosi AI – și anume cea de desen. Este un proces repetitiv în care, practic, sunt modelate elementele unei clădiri, cum ar fi stâlpii sau grinzile. Inginerii le modelează în 3D. Le văd, le pot întoarce pe toate părțile, se uită dacă sunt în regulă. Ulterior, un buton generează automat desenele, numai că aceste desene trebuie aranjate pentru a arăta bine. Soft-ul nu știe să le facă să arate bine, pentru că nu are conceptul de „estetic”. AI-ul l-ar avea, pentru că vede un milion de desene înainte și știe cum ar trebui să arate un desen bine aranjat. Aici ar putea AI-ul să contribuie foarte bine – și este o zonă în care se fac cercetări în momentul de față.
De asemenea, se pot genera soluții de amenajare a unui oraș în baza unui AI care a fost antrenat să vadă ce ar însemna un oraș optim din punct de vedere al distribuției spațiilor verzi, al clădirilor înalte sau joase și al șoselelor.
Sunt studiați mulți algoritmi AI cum ar fi genetici, fuzzy, biologici sau sociali inspirați din lumea animalelor. AI-ul este prezent din anii 60 în cercetare. Sunt studii, unele cu rezultate încurajatoare, conform cărora majoritatea rezolvă o problemă cu un oarecare grad de performanță. De exemplu, amestecul optim în rețeta de beton sau estimarea fisurării unui element din beton armat. Nu la nivelul de proiect complet, de la temă, model de analiză, breviar de calcul, desene tehnice, memoriu, execuție și nu la nivel de software comercial validat în timp.
Cât de repede evoluează tehnologia în domeniul proiectării în construcții? Cum se adaptează Allied Engineers acestui ritm?
Per ansamblu nu s-a schimbat cu mult. În 2003, când s-a înființat Allied Engineers, colegii mei lucrau deja cu un soft de modelare 3D. Schimbul de date cu colaboratorii, într-adevăr, nu se făcea într-un format 3D standard. BIM 3D (Building Information Modeling) a încercat să completeze zona asta a pieței cu un standard internațional unanim acceptat. Interoperabilitatea softurilor nu este însă 100% completă.
Prin BIM, se dorește ca toată informația despre o clădire să fie transpusă într-un mediu digital. Asta înseamnă ca obiectele stocate acolo să aibă proprietăți cât mai variate. De exemplu, pot să aflu informații despre o ușă: că este produsă de o anumită firmă, că are o anumită culoare, o anumită textură, că este rezistentă la foc sau nu. Și când transferi acest model de ușă altor colaboratori, ei vor putea verifica diverse lucruri. Dacă o vede un specialist în securitate la incendiu, o să-l intereseze din ce este făcută și ce grad de rezistență are. Dacă o vede un arhitect care se ocupă cu amenajarea interioară, o să spună că îi place sau nu culoarea și vrea un alt model. Și tot așa. Toți cei implicați într-un proiect se pot uita, practic, la același lucru, care este cât se poate de aproape de realitate și care poartă toate informațiile. Iar după ce respectivul proiect s-a construit, va purta și istoricul informațiilor. BIM-ul își propune să acopere practic toată viața unui produs și aduce funcții noi în acest sens.
Dar complexitatea ingineriei nu s-a schimbat în timp. Nu a existat un impact major al calculatoarelor noi sau al noilor programe. Ca mod de colaborare, ce a apărut în plus sunt ședințele video, Teams și munca în echipă la distanță. Care muncă de la distanță este și bună, dar este și defectuoasă. Zona de inginerie are nevoie de prezență în multe locuri: în șantier, în ședințe, alături de un creion și o foaie de hârtie.
Allied Engineers a recrutat și continuă să facă recrutări. Cum decurge procesul de adaptare la BIM 3D, în cazul celor ce nu l-au folosit până acum?
În cadrul firmei Allied, echipele sunt mixte. Există un coordonator, iar membrii echipei includ și proaspăt absolvenți, dar și oameni cu mai multă experiență. Un proaspăt absolvent va intra în contact — în funcție de pregătirea și de cunoașterea lui — cu un membru al echipei care să-l poată ajuta. Și va învăța de la zero; în unele cazuri, va avea emoții, va sta cu mouse-ul în mână și nu va ști pe ce să dea click, dar va avea alături un coleg sau o colegă ce îi va spune: „uite, asta facem așa, pentru că…”. Va afla de ce un lucru se face într-un anumit fel. Deci nu este un impediment faptul că nu învață anumite lucruri în mediul academic.
Construcțiile, la fel ca IT-ul, sunt un domeniu vast. Trece mult timp până te acomodezi cu domeniul. Oricum, tinerii sunt angajați știindu-se faptul că vor avea nevoie de training. Pe măsură ce cresc sau își doresc să crească, vor învăța de la colegii mai experimentați. Vor învăța să citească singuri normele de proiectare, să înțeleagă ce scrie acolo și să le aplice. În plus, sunt mulți furnizori de software care fac traininguri gratuite cu studenții în perioada facultății.
Ce-i face pe oamenii din echipă să rămână la Allied Engineers, o companie care este parte dintr-un mediu foarte competitiv?
Colegilor mei, din ce-am observat, le place mediul de lucru, care este unul stabil și plăcut. Au parte aici de înțelegere și de acceptare. Dincolo de acest lucru, au ocazia să proiecteze clădiri de toate tipurile. Este tot ce ar visa un tânăr de la munca de proiectant în construcții.
Apoi, se simt ascultați, iar părerea lor are sens. Spre deosebire de mediul corporatist – unde de obicei sunt tratați ca juniori – aici, cei tineri sunt tratați ca profesioniști.
Mie Allied Engineers mi-a dat încredere, pentru că am fost implicat în proiecte cu impact asupra vieților altor oameni, fie că locuiau sau munceau în acele clădiri. Și atunci am înțeles că ceea ce fac ca om pe planeta asta are sens și aduce valoare altora.