Kunstig intelligens mot flom og styrtregn

Jo tidligere du kan få fullstendig innsikt i forhold som påvirker planleggingen av et byggeprosjekt, jo større sjanse er det for at du oppnår et bedre sluttprodukt der du ikke trenger å gjøre forbedrende tiltak i etterkant. Det sier «data scientist» Knut Sverdrup i oppstartselskapet Spacemaker. På Vannbransjens innovasjonskonferanse 3. september skal han holde innlegg om hvordan de driver innovasjon i selskapet.

Selskapet utvikler programvare basert på kunstig intelligens særlig rettet mot tidligfase i byutviklingsprosjekter. Siden starten i 2016 har de blitt 110 ansatte med hovedkontor i Oslo, og andre kontorer i Stockholm, Gøteborg, Helsinki, Paris, Barcelona og dessuten et forskningskontor ved MIT i Boston i USA. Selskapet har knyttet seg til en rekke samarbeidspartnere blant selskaper i byggebransjen som bidrar med ingeniørmessig ekspertise til utvikling av programvaren.

– Vi er en vellykket norsk «startup», sier Knut Sverdrup. Selv har Tekna-medlemmet studert matematikk og fysikk ved NTNU og har doktorgrad i numerisk fysikk fra Cambrigde i England.

Bedre beslutningsgrunnlag tidlig

Knut Sverdrup har doktorgrad i numerisk fysikk. Han utvikler programvare for å analysere og designe hvordan bygg best kan plasseres i forhold til styrtregn og flomvann.

– Som eiendomsutvikler starter du tradisjonelt med en tomt hvor du ønsker å bygge boliger eller næringsbygg eller en kombinasjon. Det kan enkelt forklart ha et visst grunnareal, en viss høyde og et visst antall leiligheter/næringsareal. En arkitekt tegner ut forslag til løsninger ut fra utbyggers ønsker, myndigheters krav og egen erfaring og intuisjon.

–  Veldig tidlig låses ofte plasseringen/fotavtrykket av byggene på tomta, og først et stykke ut i prosessen bestiller utbygger kanskje ekspertanalyser av hvordan støyforholdene, solforholdene, utsikten fra ulike fasader, eller vindforholdene blir, eller hvor overflatevann vil ta veien.

–  Hver minste endring senere i prosessen krever omgjøring av hele prosessen opp til det punktet. Dette er svært kostbart, tidskrevende og motarbeider både kreativitet og sjansen for å finne den optimale løsningen for et nabolag.

–  Spacemakers AI programvare lar brukerne designe og analysere tomt og bygningsmasse basert på alle disse forutsetningene, sier Sverdrup, og i tillegg kan utviklere og arkitekter endre premisser og parametere på tomten når som helst. Spacemaker vil umiddelbart vise effekten av endringene og presentere forskjellige muligheter, uavhengig av hvor man er i planleggingsprosessen.

Automatisk innhenting av data

Han forklarer at programvaren automatisk henter inn alt av tilgjengelige data fra offentlige kilder som trafikkdata, alt om fysiske bygg i området, alle standarder og byggetekniske krav, og naturgitte forutsetninger som meteorologiske data om solgang, vind, hyppighet av styrtregn og dessuten terrengdata.

–  Med alle disse dataene som kan varieres, kan eiendomsutviklere og arkitekter få tegnet ut haugevis av ulike forslag i 2D- og 3D-modeller, og slik planlegge mest mulig optimalt i forhold til det de prioriterer som viktigst i en veldig tidlig fase.  Dette ligger det en stor verdi i. Vi har eksempler på utbyggere som sier de har spart opptil et år i planleggingsprosessen, ved å bruke vår programvare, sier Knut Sverdrup.

–  Det er vanskelig å tenke seg alle millioner av løsninger du kan ha utfra plasseringer, høyder, leilighetsinndelinger etc. Her kommer bruken av kunstig intelligens inn. Dataprogrammet kan for eksempel maksimere fortetning i forhold til krav, samtidig som det optimerer de ting som er viktige kvaliteter som luftighet, og smart plassering av bygg i forhold til hverandre.

– Når det gjelder vindanalyser, kreves utrolig mye datakraft. Her forsker vi på å bruke maskinlæring for å få datamaskinen til å lære seg hvordan vind oppfører seg. Ut fra det lager vi surrogatmodeller som kan predikere hvordan resultatene blir i et planlagt byggeprosjekt. Dette kan muliggjøre vindanalyser som tar sekunder i fremtiden.

Prototype på vann sammen med Sintef

På samme måte som for sol, vind og støy, ser selskapet nå på hvordan de kan legge informasjon om overflatevann inn i modellen.

–  Stadig flere kunder ser på overflatevann som et problem. Vi bygger tettere i byområder samtidig som klimaet endrer seg, med hyppigere tilfeller av lokalt styrtregn i store mengder. Da flommer det gjerne over i eksisterende avløpssystemer, og det kan strømme inn i kjellere eller skade bygningsmasse på annen måte.

–  Vi har begynt å legge inn i modellen hvordan fotavtrykket på et bygg påvirkes av vann som kommer inn på tomta. Dette gjør vi i tett samarbeid med Sintef som har utviklet prototyper av 3-dimensjonale terrengmodeller som viser nedslagsområde for regn, hvor og hvordan vannet strømmer, og hvor det vil danne seg vannbassenger. Med slike overflateanalyser kan du designe på en måte som gjør situasjonen bedre for bebyggelsen.  Du kan oppnå at du ikke må gjøre forbedrende tiltak i etterkant.

Kan ikke erstatte arkitekter

Sverdrup poengterer likevel at foreløpig er datadrevet beslutningsgrunnlag for overvannsplanlegging helt på et eksperimentelt stadium.

–  Vi prøver å bygge samarbeidsplattformer for planleggere, arkitekter, rådgivere, entreprenører, ingeniørfirmaer. Samarbeidsavtaler med flere slike selskaper gir oss uvurderlig ingeniørmessig input, sier Sverdrup.

Han forklarer at alt løses i skyen, så brukere trenger ikke laste ned noe. Flere brukere kan sitte og samarbeide på samme modell samtidig. Sverdrup mener likevel at programvaren aldri kan erstatte «mind-set»-et til arkitekter.

–  Vi vil ikke erstatte arkitekter, men vi gir dem superkrefter til å komplementere deres kunnskap, erfaring og intuisjon. Vi tror at arkitekter som bruker kunstig intelligens vil erstatte dem som ikke gjør det, sier han.