Cómo la IA y el aprendizaje automático transforman los sectores que dependen de la información geoespacial

Autor: Russell Bollig es Director general de soluciones en Multivista, parte de Hexagon y John Welter Presidente de soluciones de contenido geoespacial en la división Geosystems de Hexagon


La inteligencia artificial (IA) y el aprendizaje automatizado son cada vez más importantes en las aplicaciones geoespaciales y probablemente transformen las estrategias en los sectores de la construcción y la infraestructura. En esta entrevista, Wim van Wegen, de GIM International, se reunió con Russell Bollig y John Welter de la división Geosystems de Hexagon, para hablar de la influencia de la IA en el sector geoespacial.

La inteligencia artificial (IA) parece dispuesta a impulsar desarrollos sin precedente en diversas áreas de la vida y las empresas. ¿Hasta qué grado la división Geosystems de Hexagon ha incorporado la IA/aprendizaje automático en la oferta de sus productos, y qué otras oportunidades ve para aprovechar esta tendencia?

Russell Bollig (RB): El sector geoespacial se forma por diversas disciplinas como el escaneo láser 3D y la cartografía con vehículos aéreos no tripulados (UAV o ‘dron’), que pueden obtener grandes cantidades de datos. Analizar, alinear y representar estos datos son campos óptimos en los cuales podemos utilizar la tecnología de IA para agilizar el procesamiento y reducir los costes. La velocidad y precisión del análisis de datos permite a nuestros clientes tomar mejores decisiones, más rápidas y mejor informadas todos los días.

John Welter (JW): Si pensamos en la cartografía aérea y en las grandes áreas y volúmenes de datos obtenidos, la IA es una solución obvia. Por ejemplo, actualmente utilizamos IA de forma intensiva para la clasificación de nubes de puntos LiDAR, creación de mallas y generación fluida de mosaicos de ortofotos. La IA es un facilitador que hace posible la generación de ciertos productos, además de agilizar el flujo de trabajo y mejorar la calidad general de otros productos.

Adquirieron Multivista en 2016. ¿Qué papel ha jugado Multivista en impulsar la innovación en el sector de la construcción desde entonces?

RB: Como proveedor de software para la documentación de la construcción basada en nubes de puntos, así como servicios de imágenes utilizando una variedad de tecnologías de sensor, Multivista tiene una relación sustancial con muchas de las entidades de Hexagon. Esto ha derivado en esfuerzos de colaboración significativos que han impulsado una gran innovación. Conectar tecnologías para construir mejores flujos de trabajo para los clientes y reducir los costes de las soluciones han sido grandes fuerzas impulsoras. Concentrándose específicamente en la adopción del modelado de información para la construcción (BIM), nos asociamos con Leica Geosystems, también parte de Hexagon, y presentamos la solución de escaneo Multivista BIM Program para ofrecer servicios de escaneo y modelado a nuestros clientes. Tan solo el año pasado, escaneamos y modelamos más de 21 millones de pies cuadrados (aproximadamente 2 millones de metros cuadrados) de espacios de construcción. El escaneo y el modelado siguen siendo muy recientes para muchos de nuestros clientes, por lo que la educación también es fundamental. En el área de IA y aprendizaje automático, hemos comenzado a incorporar la visión computarizada para modelos de IA en muchas de las áreas en las cuales nos desarrollamos. Estos modelos pueden analizar una imagen para extraer información ella. Geospatial Content Solutions (GCS) es otra asombrosa empresa de Hexagon con más de 15 años de experiencia en inteligencia artificial con la cual nos hemos asociado para desarrollar y aplicar estas soluciones de IA. Nuestra primera aventura al utilizar IA para identificar problemas de control de calidad en cortafuegos: se utilizaron diseños y materiales específicos para frenar y detener incendios en un edificio. Al instalarlos correctamente, los cortafuegos pueden salvar vidas, pero es un aspecto de construcción que siempre es difícil de manejar. En la solución de análisis para detener incendios que presentamos finales de 2021, capturamos imágenes por encima del techo, las analizamos en 24 horas y ofrecimos a nuestros clientes una lista de tareas de todas las deficiencias detectadas. Hemos obtenido y analizado millones de kilómetros cuadrados en poco más de un año.

JW: Vemos que el uso de la IA y el aprendizaje automático se está convirtiendo rápidamente en la nueva normalidad en BIM, arquitectura, ingeniería y construcción (AEC) y otras aplicaciones geoespaciales, por lo que puede esperar que presentemos más herramientas con IA en un futuro cercano.

JW: Cualquier cosa que facilite el consumo de la información geoespacial, o la interacción con ella, ayuda a que aumente la demanda. Un gran ejemplo es cómo el turismo virtual impulsa la necesidad de gemelos digitales actualizados y precisos para destinos turísticos populares. Esto ayuda a los usuarios tradicionales, como los gobiernos municipales, a justificar mejor la inversión en estos conjuntos de datos. Nuestro esfuerzo Blue Economy en Las Bahamas es un proyecto que no sería posible sin la IA para liberar la información de los pastos marinos que se utiliza para apoyar este proyecto.

En el campo de las empresas, ¿la IA juega algún papel al impulsar la demanda de datos?

JW: Seguro, la IA ha permitido la creación de modelos de negocios completamente nuevos para financiar proyectos que antes no eran posibles. Mencioné eI proyecto Bahamas, en el cual la iniciativa empresarial para sostenibilidad R-evolution de Hexagon, se ha asociado con la organización sin fines de lucro Beneath The Waves para cartografiar uno de los depósitos de carbón natural más grandes del mundo. Ya que el gobierno de Bahamas tiene previsto emitir créditos de carbono azul para la conservación sus praderas de pastos marinos, R-evolution y Beneath The Waves han utilizado el sensor batimétrico aéreo LiDAR de Hexagon, el Leica Chiroptera-5, para cartografiar las praderas de pastos marinos. La IA impulsa el modelo financiero que costea el proyecto al permitirnos detectar los lechos de pasto marino para calcular automáticamente el potencial del almacenamiento de carbono de un área específica. Los usuarios tradicionales de estos datos batimétricos se benefician considerablemente de la disponibilidad de datos mejores que los que permitirían los presupuestos convencionales.

RB: Es posible ejecutar proyectos similares en otros lugares, con diferentes ecosistemas naturales de almacenamiento de dióxido de carbono, pero requerirán de la obtención de datos geoespaciales y de otro tipo con calidad suficiente para ser analizados con IA.

¿Cómo puede contribuir la IA a la reducción de la gran huella de carbono del sector de la construcción según las metas de sostenibilidad?

RB: Existen muchas formas de que el sector pueda incorporar más prácticas de sostenibilidad in situ. El control de calidad y la reducción de la repetición del trabajo son dos soluciones que actualmente se ponen en práctica. Por ejemplo, es posible utilizar la visión computarizada de la IA para analizar y detectar problemas potenciales en las primeras etapas del proceso de construcción. Esto mejora la calidad y reduce la repetición del trabajo al solucionar problemas antes de que sean excesivamente costosos para resolverlos. Como mencioné anteriormente, la IA también puede ayudar a calcular el avance de la construcción. Unas actualizaciones más precisas y puntuales pueden beneficiar considerablemente la coordinación en el campo durante un proyecto, lo cual reduce los residuos y disminuye los plazos de construcción.

JW: Alimentada por un gemelo digital e información de tráfico, la IA es extremadamente efectiva al determinar cuándo y cómo mover objetos grandes y dónde colocar los materiales, lo cual es especialmente benéfico durante proyectos de construcción complejos en zonas urbanas densas. Nuestro producto MetroHD, el gemelo digital de gama alta City-Scale, es un gran ejemplo de fundamento para este tipo de aplicaciones de IA.

Además de la construcción, ¿cuál es la opinión de Hexagon sobre cómo las soluciones geoespaciales basadas en IA pueden beneficiar a la sociedad en términos de los desafíos que afrontamos, society in terms of the challenges we are facing, como el cambio climático?

JW: Existen innumerables aplicaciones que pueden desarrollarse y llevarse a cabo con IA. Si pensamos en datos geoespaciales, el uso principal generalmente ha sido alimentar un SIG — pero esto también significa que se desperdicia mucho valor. La IA puede recopilar toda esta información crucial por lo que es posible detectar tendencias antes de que se conviertan en problemas graves — como las áreas forestales que disminuyen en tamaño, problemas de desagües que contaminan fuentes de agua importantes y zonas de vegetación invadidas por la infraestructura del tendido eléctrico. Todos estos flujos de información pueden pasar de procesos manuales a una automatización casi en tiempo real, en esencia ofreciéndonos una advertencia moderna como “el canario en la mina de carbón” para muchos temas ambientales importantes.

RB: Combatir un desafío como el cambio climático requiere de la adquisición y procesamiento de cantidades masivas de datos. Pero como decimos en la división Geosystems de Hexagon ‘No es posible gestionar lo que no se puede medir’, y esto es especialmente cierto para el cambio climático. La IA ya juega un papel en la agilización del procesamiento de datos y el modelado de los mismos, y continuará haciéndolo. De hecho, la mayoría de los principales modelos climáticos ya utilizan IA para combinar múltiples conjuntos de datos y formulan sus propios resultados o predicciones.
 
¿Cómo prevé que la aplicación de las tecnologías de IA puede marcar la diferencia para el procesamiento de datos?

RB: La aplicación de IA es básicamente la puesta en práctica de la automatización, lo cual aumenta la eficiencia al reducir los costes y las horas de trabajo del personal. En la construcción, los mejores ejemplos de esto son los usos de la IA para procesar datos de escáner láser 3D con el fin de detectar desviaciones y problemas con la alineación de datos al comparar los escaneos en la obra con los documentos del diseño. En la profesión geoespacial, por supuesto, ya es normal ver a la IA analizando decenas de miles de imágenes por día para crear mapas aéreos, extraer elementos y garantizar el cumplimiento con las normas de calidad. A menudo se trata de ejemplos en los que la IA añade lógica al procesamiento de imágenes para responder a consultas que pueden resultar muy costosas o lentas para un ser humano.

JW: El cerebro humano utiliza varios sentidos para interpretar mejor el mundo que nos rodea, por lo que no es de extrañar que la IA obtenga mejores resultados al contar con múltiples flujos de datos para interpretar. Nuestros sensores híbridos son un ejemplo perfecto de combinar diferentes flujos de datos — imágenes y LiDAR — para obtener mejores resultados de la IA. Nuestros futuros sensores aéreos estarán centrados en ello. LiDAR agrega una nueva dimensión completa a la entrada de datos de IA.

 


 
¿Cuáles son los avances en los datos geoespaciales y en el aprendizaje automático que siguen siendo necesarios para que la tecnología de la IA alcance todo su potencial?

JW: El ecosistema completo debe continuar madurando. Vemos que los marcos de referencia de código abierto, como PyTorch, continúan avanzando rápidamente, en tanto que los proveedores de la nube ofrecen estos servicios en una ‘plataforma como servicio’ fácil de usar ayudarán eliminar los obstáculos informáticos. También vemos empresas como NVIDIA esforzándose por introducir mejor hardware que permita un desarrollo de la IA aún mayor y la generación de resultados En lo que respecta a los datos geoespaciales, se requieren normas que apoyen la expansión del uso de la IA. Actualmente, muchas normas están mejoradas para casos de uso máquina-humano, como el tradicional SIG para el flujo de datos, pero las normas de máquina a máquina aún no se han definido ni se han puesto en marcha. Ese será el siguiente gran paso para ayudar al crecimiento de la IA y optimizar el ecosistema completo.

RB: : Es posible considerar a la industria de la construcción como un adoptante tardío, ya que utiliza la IA principalmente para análisis descriptivos — identificar lo que ha sucedido al analizar imágenes o un grupo de datos previamente obtenidos o creados. Sin embargo, el uso de la IA en la construcción está comenzando a responder más preguntas inteligentes que pueden ayudar a tomar decisiones más informadas y proactivas. Comienza con el análisis de diagnóstico, continua con un análisis predictivo y finaliza con un análisis prescriptivo. Esto abre la posibilidad de identificar la causa de un suceso, cómo evitar o garantizar que algo suceda en el futuro y diseñar una ruta prescriptiva para alcanzar esos objetivos. La IA en la construcción requiere tiempo para madurar y lograr una mayor adopción. Sé que Hexagon está trabajando duro para desarrollar y ofrecer estas soluciones.

 


 
El uso de la IA ensí mismo, esun proceso de aprendizaje; no es posible aplicarla de un día para otro. ¿Qué consejo le daría a las empresas que buscan utilizar IA para mejorar sus operaciones?

JW: El proceso de crecimiento se trata de adquirir lotes de conocimiento que se combinan entre sí, donde cada lección es la base de la siguiente. La adopción de la IA debe efectuarse de la misma forma. Comience ahora. De pasos pequeños. Establezca objetivos razonables. Mida los resultados conforme avance.

RB:¡No lo podría haber expresado mejor!

  

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