Artificiële intelligentie inspecteert veiligheid van bouwwerken

Artificiële intelligentie (AI) kan kwaliteitsvolle controles uitvoeren op bouwwerken en zo signaleren wanneer onderhoud nodig is. Dat blijkt uit onderzoek van TNO. 



bron foto: Pexels


Een groot aantal verouderde bouwwerken

In augustus 2018 eiste de instorting van Morandi-brug in Italië meerdere dodelijke slachtoffers. Ook in Vlaanderen zijn er 30 “probleembruggen”  die verouderd zijn en onder verscherpt toezicht staan. De bruggen zijn toe aan een gronding onderhoud of zelfs vervanging. 
 
Bovendien hebben we vandaag de dag een veel grotere verkeersdrukte dan enkele decennia geleden, toen de bruggen gebouwd werden. Continue monitoring van dergelijke bouwwerken wordt dus steeds belangrijker om de veiligheid te kunnen garanderen. 
 
De huidige inspectiemethode is arbeidsintensief en ingewikkeld, onder andere omdat vroege signalen van achteruitgang van bouwwerken moeilijk te detecteren zijn.
 
Henk Miedema en Willy Peelen van het Nederlandse TNO onderzochten deze kwestie en zien een oplossing in het gebruik van Artificiële intelligentie.  Er worden steeds meer meetgegevens gebruikt, zoals laserscans van asfalt, fotobeelden en sensoren op constructies. Dat maakt het mogelijk om moderne datatechnieken te gebruiken, die daaruit informatie halen die van belang is voor beheer, onderhoud en vervanging.
 

Toepassingen van AI bij de controle van bouwwerken

Volgens Miedema en Peelen bestaan er vier manieren waarop AI toegepast kan worden bij de inspectie van bouwwerken. 
 
“AI kan veranderingen in de data detecteren en aangeven dat er reden is voor alertheid”:
  1. Inspectie van bewegende constructies. AI kan afwijkingen detecteren in het basispatroon van het gebruik van bewegende constructies zoals wissels of sluizen. Als zulke constructies meer stroom gaan verbruiken, kan dat wijzen op een probleem.  “Het gaat om constructies die vaak bewegen en daardoor grote hoeveelheden data genereren. AI kan veranderingen daarin detecteren en aangeven dat er reden is voor alertheid.” 
  2. Beeldanalyse voor scheurdetectie. Miedema: “Een AI-systeem analyseert foto’s van een constructie en geeft aan of een streepje op de foto een echte scheur is of een oppervlakkige beschadiging. Is het een scheur, dan kan het systeem op grond van de kenmerken daarvan suggesties doen over de oorzaak, bijvoorbeeld overbelasting of bewegingen in de ondergrond.” TNO doet uitgebreid onderzoek naar deze AI-toepassing.
  3. Intelligente bruggen. Kleine veranderingen in een constructie kunnen als signaal fungeren voor risico’s, zoals verzakkingen of corrosie. Peelen: “We voorzien de constructie van sensoren die verschillende variabelen meten en grote hoeveelheden data doorgeven. Een AI-systeem analyseert en interpreteert de datastroom en waarschuwt als er onregelmatigheden optreden. Dat kan betekenen dat een brug inspectie nodig heeft of dat een dijk onstabieler wordt.”
  4. Patronen in inspectiegegevens. AI kan bestaande gegevens over verouderingsprocessen van infrastructuur analyseren. ‘Door alle informatie uit het verleden te koppelen aan degradaties die we doorheen de tijd vaststellen aan bouwwerken, kunnen we nieuwe verbanden ontdekken.”
 

Uitdagingen

De toepassingen van AI zijn veelbelovend, maar een kritische blik blijft nodig, aldus Miedema:  “De beslissingen waarover AI meedenkt, hebben soms grote gevolgen. We moeten goed kunnen uitleggen hoe de onzichtbare algoritmes van de AI-systemen tot hun aanbevelingen komen.”
 
Aangezien beheerders van bouwwerken gedetecteerde problemen snel aanpakken, zijn er geavanceerde methodes nodig die de signalen van degradatie in een vroeg stadium kunnen detecteren.  
 
Beide onderzoekers van TNO wijzen dat de AI-inspectiemethode al tot succesen geleid heeft, onder andere in de detectie van scheuren, maar dat er tot nu toe weinig concrete toepassingen zijn. Daarvoor is er nog meer onderzoek nodig. Peelen: “Maar we werken er hard aan. De gebouwde constructies in ons land zijn honderden miljarden euro’s waard. Die moeten veilig en inzetbaar blijven, zonder dat de kosten voor de inspecties hard omhoog gaan.”
 

Gepubliceerd op 15-02-2019

  79