کار هوشمند، کار ایمن | نقش هوش مصنوعی در تحول ایمنی کارگاه‌های ساختمانی

صنعت ساخت و ساز همواره به‌عنوان یکی از پرخطرترین صنایع از نظر حوادث شغلی شناخته می‌شود. آمارها نشان می‌دهد که بیشترین تعداد تلفات و آسیب‌های کاری مربوط به پروژه‌های ساختمانی است.

کار در محیط‌های ساخت و ساز، به‌دلیل وجود ماشین‌آلات سنگین، تحرک بالا، فعالیت در ارتفاع و شرایط متغیر محیطی، همواره با ریسک‌های زیادی همراه است. این حوادث علاوه بر آسیب‌های انسانی، تبعات مالی و سازمانی زیادی نیز به همراه دارند، از جمله:

• افزایش هزینه‌های پروژه
• ایجاد مشکلات حقوقی
• تأخیر در تحویل پروژه
• کاهش بهره‌وری تیم‌ها

اما تحول تکنولوژی در سال‌های اخیر، مسیر ایمنی در کارگاه‌های ساختمانی را تغییر داده است. هوش مصنوعی (AI) به‌عنوان یکی از تکنولوژی‌های نوظهور، توانسته نقش قابل توجهی در مدیریت ایمنی و پیشگیری از حوادث ایفا کند.

ترکیب هوش مصنوعی با فناوری‌های نوین دیگر همچون اینترنت اشیاء (IoT)، نسل پنجم اینترنت (5G)، پردازش ابری و کلان‌داده‌ها (Big Data)، امکانات نوآورانه‌ای را برای ایمنی کارگاه‌های ساختمانی فراهم کرده است.

به‌عنوان مثال، استفاده از تجهیزات هوشمند پوشیدنی مجهز به هوش مصنوعی می‌تواند هشدارهای لحظه‌ای را مستقیماً به کارگران ارسال کند و از وقوع بسیاری از خطرات جلوگیری نماید.

در این مقاله از اسکوپ به بررسی کاربردهای مهم هوش مصنوعی در افزایش ایمنی کارگاه‌های ساختمانی می‌پردازیم.

نقش هوش مصنوعی در ایمنی پروژه‌های ساختمانی

خانم Jacquelyn Oduru که سابقه کار با ماشین‌آلات سنگین ساختمانی را دارد و اکنون کارشناس ایمنی و بهداشت حرفه‌ای است، معتقد است که تکنولوژی هوش مصنوعی می‌تواند بسیاری از ریسک‌های موجود در صنعت ساخت و ساز را کاهش دهد و آینده ایمنی را متحول کند.

الگوریتم‌های هوش مصنوعی مانند یادگیری ماشین (ML)، یادگیری عمیق (Deep Learning) و بینایی ماشین (Computer Vision) به‌تدریج در نرم‌افزارها و سیستم‌های ایمنی پروژه‌های ساختمانی به‌کار گرفته می‌شوند.

توانایی فوق‌العاده هوش مصنوعی در تحلیل داده‌های بزرگ، شناسایی الگوها و پیش‌بینی حوادث احتمالی، آن را به یک ابزار قدرتمند برای بهبود پروتکل‌های ایمنی تبدیل کرده است.

در ادامه، مهم‌ترین کاربردهای هوش مصنوعی در افزایش ایمنی محیط کار ساختمانی را معرفی می‌کنیم.

1. حفاظت از ایمنی کارگران در کارگاه ساختمانی با هوش مصنوعی

بیشترین حوادث ساختمانی معمولاً ناشی از عوامل زیر هستند:

• سقوط از ارتفاع
• برق‌گرفتگی
• برخورد با تجهیزات سنگین
• گیر افتادن یا فشار بین اشیاء

هوش مصنوعی راهکارهای متنوعی برای پیشگیری از این اتفاقات ارائه می‌دهد؛ به‌ویژه از طریق شناسایی موقعیت‌های پرخطر و رفتارهای ناایمن کارگران.

2. شناسایی رفتارهای ناایمن کارگران با کمک هوش مصنوعی

کارگران معمولاً نمی‌توانند همه خطرات محیط کار را پیش‌بینی کنند یا از تمام جزئیات اطراف خود آگاهی داشته باشند. این موضوع می‌تواند باعث حوادثی مانند:

• افتادن روی سیم‌های برق
• ورود ناخواسته به مناطق پرخطر
• یا عدم رعایت استانداردهای ایمنی

شود.

اما سیستم‌های تحلیل ویدئویی مبتنی بر هوش مصنوعی می‌توانند با استفاده از تکنیک‌های شناسایی اشیاء، تصاویر و ویدئوهای محیط کار را بررسی کرده و رفتارهای پرخطر را شناسایی کنند.

همچنین می‌توان این سیستم‌ها را با تجهیزات پوشیدنی هوشمند ادغام کرد تا هشدارها به‌صورت مستقیم به کارگر ارسال شود.

نمونه‌هایی از موقعیت‌های خطرناکی که هوش مصنوعی قادر به شناسایی و هشدار است:

• تشخیص فاصله خطرناک بین کارگر و ماشین‌آلات سنگین
• جلوگیری از ورود افراد به مناطق محدود یا خطرناک
• شناسایی عدم استفاده از تجهیزات حفاظت فردی (PPE)
• هشدار نسبت به نبود حفاظ یا موانع در محل‌های پرخطر

علاوه بر شناسایی لحظه‌ای خطرات، داده‌های جمع‌آوری شده توسط این سیستم‌ها می‌توانند به مدیران پروژه کمک کنند تا اقدامات پیشگیرانه و سیاست‌های ایمنی بهتری را در کارگاه اجرا کنند.

کنترل و نظارت بر استفاده صحیح از تجهیزات حفاظت فردی (PPE) با کمک هوش مصنوعی

عدم استفاده صحیح یا عدم استفاده از تجهیزات حفاظت فردی (PPE)، یکی از دلایل اصلی افزایش خطرات و آسیب‌های کاری در پروژه‌های ساختمانی است.

طبق تحقیقات انجام شده:

• کارگرانی که از تجهیزات ایمنی استفاده نمی‌کنند، تا ۳ برابر بیشتر از سایرین در معرض خطر آسیب قرار دارند.
• ۷۰ تا ۸۰ درصد حوادث ناشی از سقوط در کارگاه‌ها، به دلیل نبود یا استفاده نادرست از تجهیزات ایمنی رخ می‌دهد.

هوش مصنوعی چگونه نظارت بر PPE را هوشمند می‌کند؟

استفاده از هوش مصنوعی در مدیریت ایمنی، به‌ویژه در نظارت بر تجهیزات حفاظت فردی، تحولی بزرگ ایجاد کرده است. این فرآیند با ترکیب تکنیک‌های پردازش تصویر دیجیتال و بینایی ماشین (Computer Vision) انجام می‌شود.

الگوریتم‌های پیشرفته‌ای مانند:

• شناسایی اشیاء
• ردیابی حرکت
• تشخیص الگو
• و حتی شناسایی چهره

این امکان را فراهم می‌کنند که:

• حضور یا عدم حضور تجهیزات ایمنی بر تن کارگر
• استفاده صحیح یا اشتباه از تجهیزات
• و نقص در استفاده از PPE

به‌صورت خودکار و در لحظه شناسایی و گزارش شود.

این سیستم‌ها می‌توانند خروجی خود را به شکل هشدار فوری به کارگر یا مدیر پروژه ارسال کنند.

ماشین‌آلات خودران و ربات‌های ایمنی در کارگاه‌های ساختمانی

در سال‌های اخیر، تکنولوژی ساخت ربات‌های هوشمند مخصوص کارگاه‌های ساختمانی پیشرفت چشم‌گیری داشته است.

برای مثال:

پروفسور یانگ از آزمایشگاه Smart Structures Lab موفق به ساخت ربات‌هایی شده که:

• در صورت نزدیک شدن کارگر به محدوده خطر، به‌صورت خودکار متوقف می‌شوند
• در محیط‌هایی کار می‌کنند که حضور انسان خطرناک است

ماشین‌آلات سنگین هوشمند مثل بولدوزرها و بیل‌های مکانیکی مجهز به هوش مصنوعی نیز:

• داده‌های دریافتی از سنسورها را تحلیل می‌کنند
• مسیر حرکت ایمن و بهینه را شناسایی می‌کنند
• و با استفاده از الگوریتم‌های یادگیری عمیق و پردازش تصویر، نسبت به محیط اطراف خود آگاهی پیدا می‌کنند

این قابلیت‌ها، ریسک حضور نیروی انسانی در محیط‌های پرخطر را به‌شدت کاهش می‌دهد.

مانیتورینگ هوشمند کارگاه ساختمانی با قدرت بینایی ماشین (Computer Vision)

ترکیب تکنیک‌های تصویربرداری پیشرفته و هوش مصنوعی، امکان ساخت سیستم‌های نظارتی هوشمند را فراهم کرده است که می‌توانند:

• فعالیت‌های کارگاه را زیر نظر بگیرند
• خطرات احتمالی را شناسایی کنند
• و هشدارهای لحظه‌ای به کارگران ارسال نمایند

شناسایی و ردیابی اشیاء و فعالیت‌ها

سیستم‌های نظارتی مجهز به هوش مصنوعی می‌توانند:

• ویدئوهای زنده کارگاه را به‌صورت لحظه‌ای تحلیل کنند
• اشیاء مختلف مثل ماشین‌آلات، مصالح ساختمانی و افراد حاضر را شناسایی و دسته‌بندی کنند
• حرکات و فعالیت‌های کارگاه را تحلیل و طبقه‌بندی کنند

حتی این سیستم‌ها می‌توانند استفاده صحیح از کمربند ایمنی کارگران در ارتفاع را بررسی کرده و در صورت نقص، هشدار ارسال نمایند.

نمونه کاربرد واقعی: شرکت EarthCam

یکی از نمونه‌های موفق جهانی در این حوزه، شرکت EarthCam است که با ارائه راهکارهای نظارتی مبتنی بر هوش مصنوعی، امکان:

• مانیتورینگ لحظه‌ای کارگاه
• بررسی فعالیت کارگران
• رصد وضعیت ماشین‌آلات

را به مدیران پروژه می‌دهد و نقش مهمی در ارتقاء ایمنی پروژه‌های ساختمانی ایفا کرده است.

هشدارهای ایمنی خودکار و لحظه‌ای با کمک هوش مصنوعی

یکی از بزرگ‌ترین قابلیت‌های هوش مصنوعی در ایمنی کارگاه‌های ساختمانی، امکان ارسال هشدارهای سریع و لحظه‌ای به کارگران است.

هوش مصنوعی می‌تواند فاصله کارگران را نسبت به ماشین‌آلات یا تجهیزات خطرناک به‌صورت دائمی پایش کند و در شرایطی مثل:

• ورود افراد به مناطق پرخطر
• نزدیک شدن به جرثقیل‌های باری
• عبور از محدوده‌های ممنوعه

به‌محض عبور از آستانه خطر، به کارگر هشدار دهد و از وقوع حادثه جلوگیری کند.

شناسایی خطرات و تخلفات ایمنی در کارگاه ساختمانی

در گذشته، دوربین‌های مداربسته معمولی تنها نقش ثبت تصاویر را داشتند و نمی‌توانستند خطرات را شناسایی کنند؛ اما سیستم‌های امروزی مجهز به هوش مصنوعی می‌توانند:

• چهره افراد را تشخیص دهند
• ورود و خروج پرسنل را در ورودی‌های کارگاه کنترل کنند
• ورود افراد غیرمجاز به مناطق حساس را شناسایی و هشدار دهند

این قابلیت‌ها باعث می‌شود حتی در صورت کمبود نیروی انسانی برای کنترل ایمنی، سطح نظارت و امنیت پروژه کاهش پیدا نکند.

پیشگیری و تحلیل حوادث با هوش مصنوعی

روش‌های سنتی ارزیابی ایمنی در کارگاه‌ها معمولاً محدود، سلیقه‌ای و وابسته به انسان بودند؛ اما هوش مصنوعی با تحلیل داده‌های تاریخی و مانیتورینگ لحظه‌ای کارگاه می‌تواند به پیش‌بینی خطرات و مشکلات ایمنی کمک کند.

تحلیل پیش‌بینانه (Predictive Analytics) در ایمنی پروژه‌های ساختمانی

بر اساس گزارش‌های معتبر، ۲۸٪ از پیمانکاران ساختمانی باور دارند که استفاده از تحلیل پیش‌بینانه تاثیر مستقیم و مثبت در بهبود ایمنی کارگاه دارد.

به عنوان مثال:

Stroud مدیرعامل یک شرکت ساختمانی در بوستون، با استفاده از این تکنولوژی موفق شده است برای هر کارگاه، سطح ریسک ایمنی را پیش‌بینی و مدیریت کند.

این سیستم‌ها با استفاده از:

• داده‌های جمع‌آوری‌شده از پروژه‌های قبلی
• اطلاعات محیط کار
• مشخصات نیروی انسانی

مدل‌هایی تولید می‌کنند که می‌توانند:

• بازه‌های زمانی پرخطر
• شرایط بحرانی مثل کمبود نیرو، شیفت‌های طولانی یا شرایط بد جوی
• یا احتمال وقوع حادثه

را پیش‌بینی کرده و هشدار دهند.

نگهداری و تعمیرات پیش‌بینانه (Predictive Maintenance)

یکی دیگر از قابلیت‌های هوش مصنوعی، تشخیص زودهنگام خرابی یا اختلال در تجهیزات و ماشین‌آلات است.

این کار به مدیران پروژه کمک می‌کند تا:

• قبل از خراب شدن دستگاه‌ها، اقدامات تعمیر و نگهداری را انجام دهند
• از وقوع حوادث ناشی از نقص فنی جلوگیری کنند
• هزینه‌های تعمیرات اضطراری را کاهش دهند

آموزش ایمنی هوشمند با کمک AI، واقعیت مجازی (VR) و واقعیت افزوده (AR)

روش‌های سنتی آموزش ایمنی معمولا مبتنی بر کلاس‌های حضوری یا کارگاه‌های عملی بودند که محدودیت‌های خاص خود را داشتند.

اما هوش مصنوعی و فناوری‌های نوین امکان آموزش‌های هدفمند، عملی و تعاملی را فراهم کرده‌اند.

قابلیت‌های AI در این بخش شامل:

• شناسایی نقاط ضعف مهارتی کارگران
• بررسی میزان آگاهی آن‌ها از تجهیزات ایمنی
• رصد استفاده صحیح از تجهیزات حفاظتی

در صورت مشاهده خطا یا ضعف در رفتار کارگران، سیستم به مدیر ایمنی اطلاع می‌دهد تا آموزش‌های اختصاصی و هدفمند برای آن افراد برگزار شود.

همچنین با کمک VR و AR می‌توان:

• محیط کار واقعی پروژه را شبیه‌سازی کرد
• کارگران را در محیطی کاملاً مشابه با کارگاه، آموزش داد
• مهارت عملی و آگاهی ایمنی آن‌ها را افزایش داد

چالش‌های استفاده از هوش مصنوعی در ایمنی کارگاه‌های ساختمانی

با وجود تمام مزایای هوش مصنوعی در افزایش ایمنی پروژه‌های ساختمانی، این فناوری همچنان در مراحل ابتدایی توسعه و پیاده‌سازی خود در این صنعت قرار دارد. با این حال، سرعت رشد آن و تاثیرگذاری‌اش روزبه‌روز در حال افزایش است.

در مسیر استفاده از AI برای ایمنی کارگاه، چالش‌های مهمی وجود دارد که باید به آن‌ها توجه شود:

1. کیفیت داده‌ها (Data Quality)

موفقیت هر سیستم هوش مصنوعی کاملاً وابسته به کیفیت و حجم داده‌هایی است که دریافت می‌کند.

• کمبود داده‌های دقیق ایمنی
• یا وجود داده‌های ناقص و غیردقیق

می‌تواند باعث کاهش دقت سیستم و حتی بروز خطاهای پیش‌بینی شود.

راهکار این موضوع، استفاده از داده‌های متنوع، دقیق و واقعی از پروژه‌های مختلف است تا مدل‌های هوش مصنوعی عملکرد بهتری داشته باشند.

2. نگرانی‌های مربوط به حریم خصوصی و امنیت داده‌ها (Data Privacy & Security)

هوش مصنوعی برای تحلیل و تصمیم‌گیری نیاز به داده‌های گسترده‌ای دارد که گاهی شامل:

• اطلاعات شخصی پرسنل
• داده‌های حساس پروژه‌ها
• و اطلاعات فنی داخلی

است.

بنابراین حفاظت از این داده‌ها در برابر دسترسی‌های غیرمجاز، حملات سایبری یا سرقت اطلاعات، از اهمیت بالایی برخوردار است. لازم است سیستم‌های امنیتی قوی برای حفظ اطلاعات کارگاه‌ها و کارکنان طراحی و پیاده‌سازی شود.

3. ادغام با نرم‌افزارهای موجود (Integration with Existing Systems)

بر اساس آمار، حدود ۶۰٪ پیمانکاران ساختمانی از نرم‌افزارهای مدیریت پروژه برای کنترل ایمنی کارگاه استفاده می‌کنند.

ادغام هوش مصنوعی با این سیستم‌های موجود ممکن است فرآیندی زمان‌بر و پیچیده باشد و نیاز به زیرساخت مناسب و توسعه نرم‌افزاری دقیق دارد.

جمع‌بندی نهایی

نیروی انسانی در پروژه‌های ساختمانی روزانه با ریسک‌ها و خطرات فراوانی مواجه است. اما پیشرفت تکنولوژی و نوآوری‌های جدید، مسیر ایمنی کارگاه‌ها را متحول کرده است.

هوش مصنوعی به‌عنوان یکی از ابزارهای قدرتمند آینده ایمنی پروژه‌های ساختمانی شناخته می‌شود که می‌تواند در بخش‌های مختلف از جمله:

• نظارت لحظه‌ای بر محیط کار
• شناسایی رفتارهای ناایمن در همان لحظه وقوع
• پیش‌بینی وقوع حوادث قبل از رخ دادن
• و ارائه راهکارهای هوشمند برای پیشگیری از خطرات

تحولی بزرگ ایجاد کند.

ترکیب هوش مصنوعی با فناوری‌هایی مثل Computer Vision، Video Analytics، Predictive Analytics و Wearable Technology، آینده کارگاه‌های ساختمانی را به سمت ایمنی بیشتر، کنترل بهتر و عملکرد هوشمندانه‌تر سوق خواهد داد.