中大urbannet推ai驗樓 建構智慧城市 資料圖片

中大UrbanNet推AI驗樓 建構智慧城市

市場動態

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近期接二連三發生大廈外牆石屎剝落的事件,可幸未有擊中途人,
樓宇結構安全一直是大眾關注的問題,
所以政府很早以前就推出強制驗樓計劃,確保業主定期驗樓,避免事故發生。
香港中文大學機械與自動化工程學系推出
UrbanNet建築檢查應用程式,
結合人工智能(AI)、機器學習(ML)演算法、無人機、
計算機視覺和地理信息系統(GIS)的資訊,
監測建築物健康狀況及估計城市熱島效應,
從而提出最佳城市改造策略。

一般而言,業主或物業管理公司委託測量師進行驗樓,測量師及團隊會到相關大廈檢視,使用錘仔等工具檢驗;至於大廈外牆,便需要扑鎚機或超聲波儀器協助檢驗。
UrbanNet團隊領袖張嘉龍(Daniel)說:「如果底層結構經嚴重破損,例如達到空洞的程度,使用這些接觸式的工具,有可能影響樓宇安全。」

(圖片來源:資料圖片)

人工智能是優勢

香港中文大學機械與自動化工程學系的無人機團隊,研發出嶄新的技術,推出UrbanNet建築檢查應用程式,利用無人機,結合人工智能與機器學習算法來檢測建築物裂縫,從而及早發現和診斷大廈結構問題。 
團隊派出無人機,圍繞目標大廈進行拍攝,擷取大量二維圖像,透過人工智能,將這些二維圖像化為三維立體模型。
UrbanNet還使用神經網絡來檢測建築物裂縫,從而及早診斷結構問題,協助業主或物管公司作出維護決策。
以上兩個人工智能模型,經已在科學期刊內刊登,前者已獲專利;後者日後或會申請專利,這令UrbanNet具有優勢,與市場相類似的解決方案不同。
「無人機團隊先後使用了700萬張二維圖像訓練人工智能,準確率達到九成以上。」
使用人手檢測的話,可能會出現遺漏或者判斷錯誤,UrbanNet可以避免這些問題。
UrbanNet可以將相關數據結合地理信息系統(GIS)的資訊,從而建構建築物的「數位雙生」(Digital Twin),讓持份者在平台上隨時了解建築物的情況,監測建築物健康狀況或估計城市熱島效應,從而提出最佳城市改造策略。
UrbanNet可以編輯一份全面的環境評估報告, 並為持份者之間的協作和知識共享,提供一個開放的平台。

(圖片來源:資料圖片)

監察工程進度

現時強制驗樓動輒需時長達一至兩年,使用UrbanNet可以將流程縮短至三至六個月以下,因為可以7×24全天候檢測,即是在晚上亦可以進行。
無人機拍攝的圖像,只能反映當刻情況,如果需要持續監察,業主或物管公司需要定期派出無人機進行拍攝,持續收集數據,實現相關建築物的「數位雙生」。
若果持續收集數據,UrbanNet還能夠因應樓宇的現時情況作出預測,估算可是需要進行維修,讓物管公司更有預算。
UrbanNet現時主要集中於為舊式樓宇提供服務,因為香港樓齡超過50年的建築物,估計超過30,000幢以上。
UrbanNet先後為沙田物流中心及饒宗頤文化館進行檢測,為物管公司節省人力及時間。
這些舊式建築物可能只有二維圖則,而且只會顯示基本結構,甚至沒有屋頂及窗戶的位置,若果需要建構三維立體模型,便需要聘請大量人手協助,動輒需要50至100名人員,花費一至兩年時間才能完成。
中大團隊可以派出無人機,除了收集外部數據外,同時可以在室內每一層、每個角度拍攝影像,擷取詳細的數據,包括窗戶的顏色及材質,從而製作三維立體模型。
UrbanNet同時可以應用於新建樓宇,近年建築業正在數碼轉型,建築公司大多採用建築資訊模型(Building Information Modeling,簡稱BIM),這亦需要大量數據,中大團隊能夠協助獲取相關立體數據。
建築業經常出現進度延誤或者豆腐渣工程,UrbanNet可以協助監工,避免出現這些情況。
「我們可以派出無人機,持續拍攝工地的影像,用以監察工程進度,同時辨識相關問題,例如水管破裂可即時找人處理,避免拖延進度。」

(圖片來源:資料圖片)

研發其他應用

UrbanNet還有其他方面的應用,例如協助泳池進行檢測,泳池毋須排走所有水,只需將無人機放進泳池,便能夠擷取影像,了解池邊四周及階磚的情況,大大縮短檢測時間。
由於無人機具有夜視功能,能夠在照明不足的隧道進行拍攝,這能夠協助鐵路系統保持安全,避免路軌出現裂紋等問題,影響列車運作。
「以現階段而言,建築業及物管公司是我們的首要目標顧客群,UrbanNet能夠解決他們的迫切需要。」
UrbanNet,以人工智能模型最為突出,研究團隊以本地數據訓練人工智能,因此將首先發展本地市場,日後再考慮進入內地及其他海外市場。
UrbanNet獲得多個獎項,包括高錕教授學生創意獎2023的研究團隊冠軍、日內瓦發明展的獎項等,最近獲得青年企業發展局「敢闖。敢創」創業比賽的優秀創業意念獎、第三屆「俊和學生創新獎」金獎及「優異獎⸺最具商業潛力大獎」。

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大學科研落地

Daniel畢業於香港中文大學機械與自動化工程學系,畢業後直接成為相關學系的博士生,現時是二年級學生,預期四年可完成相關課程。
相關學系的教授陳本美及團隊,基於無人機和人工智能成立「自動化樓宇結構檢查和管理平台」團隊,由近30名博士生、博士後及研究人員組成,他們來自本地、內地及海外,並且與各地的重點實驗室合作進行研究。
UrbanNet由香港中文大學的研究資金支持,現階段是大學的科研成果,暫時並未進行商業化,但是經已接到商業機構的查詢,以進行概念驗證(Proof Of Concept, POC),這些項目可以獲得商業機構的資助。
政府今年設立100億元的「產學研1+計劃」,進一步促進產學研合作,加快推進優秀深科技「從1到N」的研發成果轉化與產業發展。

撰文:經一編輯部圖片來源:資料圖片