Künstliche Intelligenz (KI) am Bau

Im Gegensatz zu den gängigen Schreckensbildern, mit denen Künstliche Intelligenz (KI) gerne umrissen wird, stellt sie im Bauwesen durchaus eine nützliche und helfende Hand dar. Sie wird gerne dort eingesetzt, wo der Mensch auf seine Grenzen stößt. Zum Beispiel in Kombination mit erhöhten Kamerasystemen, welche Baufortschritt und -sicherheit überwachen oder eine Applikation, die 10.000 live gestreamte Datensätze pro Sekunde nach Anomalien untersucht, um auf mögliche Unfälle oder Schäden aufmerksam zu machen. Hier leisten KI Systeme wertvolle Unterstützung und werden auch zukünftig weitere Aufgabenfelder akquirieren. Die Frage lautet nun: Wie einfach ist es, ein KI System auf einer Baustelle zu etablieren?

Die KI selbst benötigt eine Menge helfender Hände, um die ihr gestellten Aufgaben erfüllen zu können. Werden KI Systeme direkt auf der Baustelle in Betrieb genommen, muss das System für sich autark sein, sodass es mit den (besonders zu Beginn eines Bauprojektes) IT-widrigen Umständen wie z.B. fehlende oder instabile Strom- und Netzwerkinfrastruktur, umzugehen weiß. Existiert eine stabile Stromzufuhr, stellt sich anschließend die Frage der Außenkommunikation. Gewisse Widrigkeiten kann man meist kurzfristig umgehen, in dem das KI System in der Lage ist, die Daten vor Ort auszuwerten. Spätestens aber nach der Auswertung soll die generierte Information an ein Melde- oder Monitoring System weitergegeben werden, um im Anlassfall Entscheidungen treffen zu können. Somit wird klar, dass KI Systeme Kommunikationsnetzwerke als starken Partner brauchen, um ihren generierten Mehrwert gewinnbringend einzusetzen. Diese Kommunikationsnetzwerke können in unterschiedlichster Ausführung verwendet.
KI Systemen, die in einem Cloudsystem in Betrieb genommen wurden, benötigen spätestens für die Übertragung der Daten eine stabile Stromversorgung. WiFi Technologien gibt es zuhauf, wobei hier immer die Abwägung getroffen werden muss, ob ich hohe Reichweite oder hohes Datenvolumen möchte. Gerade in Anfangsstadien wie Baustelleneinrichtung und Rohbauphase wird man beides nur unter erheblichen Mehrkosten zustande bringen, besonders wenn man dabei auf Akku- oder Batteriebetrieb setzen muss.

Steht die Kommunikationsleitung, muss im Vorhinein darauf geachtet werden, dass eine passende KI zum Anwendungsfall ausgewählt wurde, die mit den Daten auch umzugehen weiß. Eine KI, die Objekte in einem Kamerabild erkennen kann, wird nicht in der Lage sein, eine Temperaturmessung eines Sensors bestehend aus einer Textnachricht vernünftig zu interpretieren und umgekehrt. Ich spreche hier auch gerne von künstlicher Inselintelligenz. Zweifelsohne haben KI Systeme ihre Vorteile, sind jedoch nur begrenzt intelligent und ihre Resultate werden immer von einem menschlichen Mentor sowie der Datengüte abhängen, mit denen sie in Berührung kommen. Sie sind Spezialisten darin, Objekte auf einer Baustelle zu erkennen, Geometrien aus Punktwolken abzuleiten oder Betriebsprofile von Baufahrzeugen anzulegen, aber alles nur deshalb, weil ein Mensch einen ganz genau definierten Auftrag in einer für Maschinen verständlichen Weise verfasst hat. Und über diesen Auftrag hinaus rühren sie keinen Finger. Außer man lernt es ihnen.

Vorausgesetzt man hat sich nun für ein passendes KI System entschieden, stellt sich nun die berechtigte Frage, die durchaus die KI an uns stellen könnte:

• Wie gut sind die Daten, die auf der Baustelle gesammelt und ausgewertet werden sollen?
• Sammelt und generiert die Daten ein Mensch?
• Sind mehrere Menschen an der Datenakquisition beteiligt?
• Wissen diese, wie die benötigten Daten auszusehen haben?
• Stammen die Daten von einem Sensor?
• Wurde der Temperatursensor auf einem schwarzen Hintergrund in die Sonne gelegt?
• Wie viel Schmutz ist vor oder auf der Kameralinse?
• Ist die Kamera überhaupt scharf gestellt?
• Passt das Kamerasystem für die Anwendung?
• Kann die KI das Format überhaupt lesen?

Daten werden immer nur so gut sein, wie es die Aufnahmequalität ermöglicht. Klar gibt es Methoden, um Ausreißer zu detektieren oder die Daten zu veredeln. Systematische Fehler werden aber auf Dauer die Resultate der KI stark beeinflussen. Neuronale Netze & Co sind nur zu einem kleinen Teil eine Kläranlage. Wie man sieht, es reicht allein die Entscheidung nicht aus, ein KI System auf einer Baustelle zu installieren. Damit die KI den erhofften Mehrwert liefert, müssen auch die Arbeitsbedingungen stimmen. Sie wird sich nicht beschweren 24/7 zu arbeiten, aber sie hat nun mal ihre Allüren, denen man beizukommen hat.

Ich meine fast, KIs auf den Baustellen sind die neuen Gastarbeiter aus einem unbekannten Land wie Communistic Nation of Neuronalia oder aus der Gegend des Zufallwaldes. Man muss sich zuerst einmal aneinander gewöhnen. Die Sprache ist eine unbekannte und man muss an der Kommunikation arbeiten, um herauszufinden, welche Bedingungen brauchen denn die neuen Arbeitskräfte überhaupt. Sind diese aber einmal bekannt bzw. das Aufgabengebiet klar abgesteckt, so wird sie wie ein gutes Werkzeug ihren Dienst zuverlässig verrichten und die Digitalisierung der Baustelle erheblich unterstützen. Einmal richtig eingerichtet wird es nicht notwendig sein nachzufragen, wann die KI auf der Baustelle ihren täglichen Dienst beginnen wird. Urlaub, Kaffee oder Teepause sind ihr genauso unbekannt. Ihre Ergebnisse spielt sie laufend und ohne Aufforderung in die definierten Schnittstellen, um ihre gewonnen Erkenntnisse mitzuteilen. Hier und da tut es dennoch gut, auch bei der KI nach dem Rechten zu sehen. Vielleicht lässt sich bei fortgeschrittenerem Baustadium die eine oder andere Datenpipeline optimieren, um an noch mehr Daten zu kommen, die bei einem späteren Projekt, durch neue Insights die KI schlauer machen und somit die Qualität von Vorhersagen oder Klassifikationen verbessern können.

Selbst hat man auch wertvolle Erfahrungen gesammelt, in welchem Bereich welche KI, welches System sinnvolle Daten und Erkenntnisse gesammelt hat, um sie beim nächsten Bauprojekt noch besser oder verbessert einzusetzen. Dies zeichnet einen wiederkehrenden Kreislauf, der die Core-Philosophie von Künstlicher Intelligenz und (vernünftigen) Menschen wiedergibt – aus Erfahrung lernen. Man wird gemeinsam (zusammen) wachsen und sich gegenseitig ergänzen, bis man die KI Systeme auf der Baustelle als helfende Hand nicht mehr wegzudenken vermag.

Verfasser: Paul Arzberger, Analyst CONTAKT GmbH