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DESCRIÇÃO Tecnologias atuais para elaboração de projetos: BIM, Realidades Virtual e Aumentada e Projetos Generativos. PROPÓSITO Compreender a evolução das tecnologias de projeto como um processo que engloba mudanças rápidas nos paradigmas dos desenhos, a fim de obter engenheiros aptos a exercer suas funções no futuro. OBJETIVOS MÓDULO 1 Descrever as principais evoluções nos processos de criação de projetos com o BIM MÓDULO 2 Identificar as potencialidades do surgimento dos Projetos 4.0 MÓDULO 3 Reconhecer as novas tecnologias, a partir da Inteligência Artificial aplicada a Projetos Paramétricos – os Projetos Generativos NOVAS FERRAMENTAS PARA CRIAÇÃO DE PROJETOS PARA AEC MÓDULO 1 Descrever as principais evoluções nos processos de criação de projetos com o BIM COMO A TECNOLOGIA BIM PODE AJUDAR A CRIAR PROJETOS MELHORES O QUE É UM PROJETO PARAMÉTRICO? – INÍCIO DO CONCEITO DO BIM O BIM (Building Information Modeling) é uma metodologia que permite criar simulações digitais, manejando coordenadamente toda a informação de um projeto. Os projetos modelados em BIM podem incluir os produtos e materiais reais que serão utilizados para construção, incorporando sua geometria, suas características, suas especificações e as informações para adquiri-las se forem aprovados. Imagem: Shutterstock.com. Essa tecnologia é uma maneira eficiente de reunir todas as informações de um projeto de forma integrada e organizada. Esse conjunto de informações é composto desde o modelo em si até seu orçamento. Assim, o desenvolvimento do projeto acompanha todo o ciclo de vida da ideia. Importante ressaltar que o BIM é um Sistema de Trabalho, enquanto programas como Revit, ArchiCAD, Civil 3D etc. são softwares em que esse sistema pode ser aplicado. Portanto, eles se complementam e permitem que o trabalho do projetista seja realizado de forma eficiente. Imagem: Shutterstock.com. Além de integrar todos os dados em um único local, o seu uso também facilita o compartilhamento do projeto entre diferentes profissionais durante o processo de construção. Esses profissionais podem, inclusive, trabalhar no mesmo projeto e ao mesmo tempo! Desde arquitetos, engenheiros, projetistas, fornecedores de materiais, gerentes ambientais e clientes. Assim, todos podem interagir com o projeto, gerando mais valor agregado. Segundo a ABDI (2017), os benefícios do BIM são diversos, tais como: Imagem: Shutterstock.com. Maior precisão de projetos (especificação, quantificação e orçamentação); Imagem: Shutterstock.com. Possibilidade de simulação das diversas etapas da construção, permitindo a identificação e eliminação de conflitos antes mesmo da construção e diminuindo retrabalhos e desperdícios (resíduos); Imagem: Shutterstock.com. Disponibilização de simulação de desempenho dos elementos, de sistemas e do próprio ambiente construído; Imagem: Shutterstock.com. Gestão mais eficiente do ciclo de obra e diminuição de prazos e custos; Imagem: Shutterstock.com. Maior consistência de dados e controle de informações e processos, resultando em maior transparência nas contratações públicas e privadas. A tecnologia é tão eficaz que fornece informações aprofundadas de cada parte da evolução de um empreendimento. Além de permitir a atualização no modelo em tempo real. Com o BIM, a ideia é projetada desde a fase inicial até a quantidade exata de materiais necessários para a sua execução. Por meio de softwares, pode-se criar e executar modelos virtuais do projeto. Uma construção, por exemplo. Imagine todas as suas peculiaridades que, unidas, favorecem a gestão de um projeto em todas as suas etapas, inclusive na manutenção. Imagem: Shutterstock.com Escopo do BIM. DIFERENÇA ENTRE O CAD E O BIM Segundo a ABDI (2017), a principal diferença é: CAD Em um projeto baseado nos métodos tradicionais de desenho (CAD), seja em 2D ou 3D, o produto é uma representação gráfica de desenhos e informações da proposta projetada para direcionar as próximas fases de um empreendimento, por meio da coordenação das partes e profissionais envolvidos em cada etapa de forma consecutiva e assíncrona. BIM Em um projeto realizado na tecnologia BIM, o produto é uma reprodução virtual dos objetos reais por meio de modelos contendo parâmetros e informações que vão além da representação geométrica e engloba dados externos e dados dos processos de execução, tais como referências normativas, manuais de operação e manutenção, data e custo de aquisição de equipamentos, homens-horas gastos, entre outras informações relevantes para viabilizar a realização das simulações de cada etapa para a construção virtual do empreendimento. Ainda segundo a ABDI (2017), o BIM permite consolidar os resultados para as próximas fases de um empreendimento, por meio da coordenação das partes e profissionais envolvidos em cada etapa, de forma colaborativa e síncrona. A tecnologia BIM de modelagem da informação da construção minimiza erros que seriam comuns no processo de projeto em 2D, por exemplo. Hoje, com o BIM, constrói-se maquetes eletrônicas, gerando plantas, cortes e vistas. É possível simular como ficará cada detalhe estrutural da construção, de acordo com Buildin (2019). As paredes de um empreendimento imobiliário, por exemplo, deixam de ser apenas blocos em um projeto 2D e passam a ter parâmetros bem definidos. Esses parâmetros estão relacionados à dimensão, localização exata de cada estrutura e peça do projeto (BUILDIN, 2019). Com isso, é possível também saber a quantidade de insumos e mão de obra utilizada. No projeto em BIM, é possível identificar as características térmicas de superfícies como paredes e lajes, material usado, custos, fabricantes e propriedades acústicas (BUILDIN, 2019). Imagem: Shutterstock.com. Além disso, conforme a ABDI (2017), o projeto já nasce “inteligente”, ou seja, desde a concepção, ele pode englobar informações que permitem a extração de relatórios, quantitativos e cronogramas que facilitam toda a gestão do empreendimento, além de reduzir gastos, tempo e desperdício de materiais. Isso ocorre por causa do conceito de “ambiente comum de dados”, no qual ficam centralizadas essas informações. Em segundo lugar, já existem várias plataformas de coordenação de projetos em BIM, o que possibilita a coordenação de uma equipe de vários projetistas sobre uma mesma base, aumentando a eficiência do projeto como um todo. A tecnologia BIM tem melhorado todos os setores das indústrias e o setor da construção, facilitando a vida dos profissionais do ramo. Os projetos podem ser modelados em três dimensões, sendo cada vez mais próximos da realidade. Isso facilita a otimização no desempenho da obra e, inclusive, na segurança dos trabalhadores. EXEMPLO Segundo a ABDI (2017), na Construção Civil, no modelo BIM é possível realizar simulações de eficiência energética do empreendimento e da obra em si, uma vez que é possível englobar no processo o planejamento de toda a construção, incluindo o manejo de equipamentos que não permanecerão após a conclusão da obra, como guindastes, escavadeiras e monta-cargas de obra. Assim, a implantação do processo BIM na área de projetos em escritórios ou construtoras, ou a decisão de um órgão público pela exigência de projetos, gestão da construção e da operação da edificação com BIM não deve ser feita de forma displicente. A mudança para o BIM exige uma mudança da cultura da organização. Isso requer atenção e preparo, pois exige investimentos em pessoal, infraestrutura e documentação de referência. VISÃO GERAL DO BIM VOCÊ SABIA? O conceito de BIM surgiu há mais de trinta anos, apresentado por Chuck Eastman no então AIA Journal. Já a terminologia Building Modeling tem circulado desde 1986, sendo que, em dezembro de 1992, F. Tolman utilizou Building Information Modeling em um artigo na publicação Automation in Construction. Essa não é uma ideia muito recente e só se disseminou quando passou a ter uma ofertade microcomputadores com a capacidade de processamento necessária e preços acessíveis para o mercado, bem como um mínimo de normalização. Desde os anos 1980, já existiam softwares capazes de produzir modelos 3D com informação agregada, mas só no início deste século é que eles se tornaram mais populares. A partir de 2005, as condições de difusão se estabeleceram, quando foi publicada a ISO-PAS 16739-2005, Industry Foundation Classes, Release 2x, Platform Specification (IFC2x Platform) seguida pela versão IFC2x em 2007, e que pode ser considerada como a referência básica do BIM, tal como está estruturado hoje (ABDI, 2017). Para ser considerado um programa de BIM, não basta trabalhar com as 3 dimensões e fazer um modelo 3D no projeto. Se não houver dados detalhados sobre as mais diversas características da estrutura do projeto é porque, certamente, o modelo não faz uso dessa tecnologia. O BIM considera rotinas como a interação entre elementos e suas representações e uma abordagem de componentes virtuais para a representação em um modelo virtual e caracteriza-se por: Os componentes são representados com representações digitais inteligentes (objetos) que “sabem” o que são e podem ser associados com gráficos computacionais, dados, atributos e regras paramétricas. Componentes que incluem dados descritivos de seu comportamento como necessário para análises e processos de projeto, tais como levantamentos de quantitativos, especificações e análise energética. Dados consistentes e sem redundância, de modo que alterações nos componentes sejam representadas em todas as vistas do componente. Dados coordenados, de modo que todas as vistas do modelo sejam representadas de modo coordenado. O QUE É BIM? O QUE NÃO É BIM? Processo que permite desenvolver um modelo de edificação digitalmente, com detalhes específicos de cada projeto. Estratégia previamente idealizada, executada por um conjunto de softwares e processos. Tecnologia de acompanhamento da obra do início à sua entrega ao cliente. Projeção da construção em ambientes virtuais que permite a visualização do produto com facilidade, o que prevê os problemas a serem enfrentados no canteiro de obras. Processo que permite aos diferentes profissionais das diferentes áreas envolvidas na obra interagirem de maneira dinâmica. Modelagem 3D Desenho automatizado Revit AutoCAD 3D ArchiCAD.lc Melhoria da comunicação por incremento do processo de TI. Quadro explicativo “O que é BIM? O que não é BIM?” Elaborado por Anderson Manzoli Atenção! Para visualização completa da tabela utilize a rolagem horizontal CONSTRUINDO VIRTUALMENTE UMA EDIFICAÇÃO No processo BIM, é como se o prédio fosse construído virtualmente no computador antes de ser construído no terreno. Assim como na “vida real”, todas as disciplinas de projeto (hidráulico, estrutural, arquitetônico etc.) estarão sobrepostas. Portanto, é importante facilitar a visualização de problemas e a elaboração de maneiras de otimizar o projeto. Desse modo, fica mais fácil identificar se um tubo está atravessando uma viga onde não deveria, ou se uma porta não tem espaço suficiente para abertura (BUILDIN, 2019). Imagem: Buildin Construção e Informação Problemas na compatibilização. Em vez de apenas desenharmos linhas para representar as paredes da edificação, agora utilizamos geometrias. O software de modelagem interpreta essa geometria como uma parede de alvenaria ou de bloco estrutural, por exemplo. Dependendo do grau de especificidade que você desejar, é possível indicar o custo desses blocos, o coeficiente de condutividade térmica e muitas outras informações; desse modo, possibilita análises e simulações de maneira muito mais dinâmica do que em processos CAD (2D). OS FUNDAMENTOS DO BIM: TECNOLOGIA, PROCESSOS, PESSOAS O processo de projeto BIM tem sido classificado como uma inovação disruptiva, pois altera as soluções técnicas profundamente, levando a novas soluções e abordagens do mercado. À medida que isso evolui, novos mercados podem ser criados, o que o transforma em uma inovação radical. Em maior ou menor grau, no mínimo, trata-se de uma mudança de cultura da organização e de todos os participantes. A implantação do BIM em uma organização é um processo complexo, segundo a ABDI (2017). Ao falar sobre BIM, é comum a discussão a respeito de software e computadores, mas quando se fala em mudança de cultura, isso inclui pessoas e processos e a maneira da organização resolver os problemas e desenvolver seus produtos. Assim, é possível afirmar que a efetiva implantação da metodologia BIM se baseia em três dimensões fundamentais: tecnologia, pessoas e processos, concatenados entre si por procedimentos, normas e boas práticas, como mostra a figura a seguir. Imagem: Utilizandobim.com Pilares da Metodologia BIM. A tecnologia, segundo a ABDI (2017), envolve a infraestrutura necessária para a operação, os programas e equipamentos ou computadores, a conexão com a internet e a rede interna, a segurança e o armazenamento de arquivos, o treinamento e aculturamento adequado de seus usuários no processo BIM. Qualquer escolha relativa à infraestrutura de implantação tem prós e contras e deve ser avaliada adequadamente, levando em consideração o modelo de negócio individual, as opiniões da equipe de produção, as experiências compartilhadas por outras empresas e o suporte oferecido pelos fornecedores. Dependendo do ponto de partida, o escritório deverá planejar uma transição ou uma substituição envolvendo treinamento adequado para a equipe, de acordo com suas funções e participação no processo, o que já se concatena com o foco nas pessoas. ATENÇÃO O foco nas pessoas é fundamental na estratégia de implantação. Os profissionais devem ter a experiência necessária, capacidade de trabalhar bem tanto com a equipe interna quanto com equipes externas, ser flexíveis a mudanças e se manter atualizados na tecnologia, que tem avanços contínuos. Um dos pontos principais do processo BIM é a otimização do projeto nas fases de concepção e de desenvolvimento, para reduzir ou eliminar imprevistos na execução ou na manutenção do projeto. Para que isso ocorra, as pessoas envolvidas no processo devem ser capacitadas a identificar erros ou melhorias possíveis e a comunicá-los no momento correto à pessoa correta, e por meio de uma comunicação mais eficiente para o processo como um todo, com o nível de informação e detalhe adequados, para que seja possível a tomada de decisões e ações necessárias para a sua correção ou a viabilização da melhoria. Um processo virtual é tão bom quanto as pessoas que o operam. Imagem: Shutterstock.com. O foco no processo abrange não apenas os novos processos internos a serem adotados, como também os processos interempresariais. Compreende o plano de trabalho: o fluxo de trabalho, o cronograma, a especificação dos entregáveis, o método de comunicação, a definição de funções, o sistema de concentração de dados, arquivos e informações, o nível de detalhe em cada fase e a especificação do uso do modelo em todos os ciclos de vida da edificação. Essas três dimensões fundamentais são vinculadas entre si por procedimentos, normas e boas práticas, o conjunto de documentos que regula e consolida os processos e as políticas de pessoal, práticas comerciais e o uso e operação da infraestrutura tecnológica. Para alcançar as metas definidas, é necessária a implementação de novos processos, otimizando suas etapas em cada entidade envolvida e incluindo, além dos projetistas, a incorporadora, a construtora, a gerenciadora do projeto e da obra e a administradora da manutenção do edifício. OU SEJA, É UMA REESTRUTURAÇÃO ESTRATÉGICA DA EMPRESA E NÃO APENAS A CONTRATAÇÃO DE NOVOS PROFISSIONAIS, SEM QUE SEJA ALTERADA A MANEIRA DE TRABALHAR. DIFERENÇA ENTRE REVIT E BIM Existem vários softwares que permitem a construção e manipulação desses modelos. ATENÇÃO Na Construção Civil, os softwares de modelagem maisconhecidos são o Revit (Autodesk) e o ArchiCAD (Graphisoft). Ou seja, o Revit é um software da Autodesk (mesma empresa fabricante do AutoCAD), que permite a criação de modelos BIM. É importante ressaltar que existem metodologias de modelagem para potencializar a utilização desse modelo em diversas outras etapas do projeto. Imagem: Shutterstock.com. É fundamental compreender o processo BIM como um todo durante a modelagem e ter compromisso com a informação que estamos criando. Afinal, quando falamos de BIM, estamos construindo virtualmente, simulando o projeto no computador, e não apenas criando representações de elementos construtivos, como fazíamos no AutoCAD, por exemplo. Assim, caso uma informação seja incluída de maneira equivocada no momento da modelagem, acarretará problemas em um segundo momento que essa informação for utilizada por outro profissional em outra etapa do processo BIM (BUILDIN, 2019). A plataforma BIM tornou-se parte de uma estratégia nacional que visa incentivar o uso dessa tecnologia em âmbito nacional. Com a entrada em vigor do Decreto nº 9.377 em maio de 2018, a partir de 2021, a modelagem 3D será exigida para a elaboração de projetos de Arquitetura e de Engenharia. A iniciativa pretende aumentar em dez vezes a implantação da plataforma BIM. Com isso, espera-se que 50% do PIB da Construção Civil utilize a metodologia até 2024. Atualmente, somente 9,2% das empresas do setor da construção utilizam a modelagem em suas rotinas de trabalho. O dado é de um estudo do Instituto Brasileiro de Economia (IBRE) da Fundação Getúlio Vargas (FGV): JAN/2021 A exigência da plataforma BIM se dará na elaboração de modelos para a Arquitetura e Engenharia nas disciplinas de Estrutura, Hidráulica, AVAC e Elétrica, na detecção de interferências, na extração de quantitativos e na geração de documentação gráfica. JAN/2024 Os modelos deverão contemplar algumas etapas que envolvem a obra, como o planejamento da execução, a orçamentação e atualização dos modelos e de suas informações como construído (as built). JAN/2028 Passará a abranger todo o ciclo de vida da obra ao considerar atividades do pós-obra. Será aplicado, no mínimo, nas construções novas, reformas, ampliações ou reabilitações, quando consideradas de média ou grande relevância. VERIFICANDO O APRENDIZADO 1. O CONCEITO DE BIM PODE SER ENTENDIDO COMO A) modelo 3D de uma construção. B) projetos feitos no AutoCAD com associações em bancos de dados. C) banco de dados dos elementos de um projeto. D) um programa capaz de fazer projetos em 3D. E) um conjunto de processos e softwares fundamentados por um projeto estratégico previamente determinado. 2. EM RELAÇÃO AO BIM, ASSINALE A ALTERNATIVA CORRETA: A) Os projetos modelados em BIM excluem os produtos e materiais reais que serão utilizados para execução. B) Integram 75% dos dados em um único local. C) Um projeto feito em BIM não apresenta erros nem falhas. D) A tecnologia permite criar digitalmente e analogicamente modelos computacionais precisos de uma construção. E) Com a plataforma BIM, constroem-se maquetes mecânicas, obtendo plantas, cortes e vistas automáticas. GABARITO 1. O conceito de BIM pode ser entendido como A alternativa "E " está correta. O BIM é uma parametrização do projeto em tempo real capaz de associar bancos de dados a construções geométricas complexas, gerando informações novas. 2. Em relação ao BIM, assinale a alternativa correta: A alternativa "C " está correta. O sistema funciona com dados e informações implantadas pelo projetista. Se alguns dados ou informações estiverem erradas, o resultado do projeto também estará errado. MÓDULO 2 Identificar as potencialidades do surgimento dos Projetos 4.0 CONCEITOS DE PROJETO 4.0 – RA, RV E MAQUETES HOLOGRÁFICAS O PROJETO 4.0 A ideia de pensar o Projeto 4.0 como uma alusão à Indústria 4.0 é porque a forma de criar e como vamos projetar ganha nova roupagem quando pensamos nas tecnologias emergentes que ganham cada vez mais espaço no mercado. Os pilares da Indústria 4.0 passam pelas etapas dessa visão do “projetar”. O que sustenta a Indústria 4.0 são o desenvolvimento crescente do Big Data & Analytics, Cloud Computing, Impressão 3D/manufatura aditiva, Integração de Sistemas: Horizontal e Vertical, Machine Learning, Internet das Coisas (IoT), Realidade Aumentada e Realidade Virtual, Robôs Autônomos e Segurança Cibernética. O objetivo dessa evolução na área do projeto não é substituir pessoas por máquinas, e sim fazer com que as duas partes trabalhem bem em conjunto. Quando falamos em automatizar processos, falamos de aumento de produtividade e redução de custos. A função dos projetos é justamente essa. Criar, por meio de ideias e conceitos, um produto ou serviço. Imagine uma situação: em um canteiro de obras, o mestre de obras está com dúvidas sobre o posicionamento de uma tubulação que ele não entendeu bem no projeto. Com um smartphone ou tablet, basta ele aproximar a câmera da máquina, que o aplicativo do sistema mostrará de forma didática o que é preciso fazer e onde deve passar a tubulação. Essa antecipação, além de reduzir os gastos da empresa com imprevistos e garantir uma produtividade em alta escala, guia e empodera todos os envolvidos no processo. Imagem: Shutterstock.com. Realidade Virtual e Realidade Aumentada são dois conceitos diferentes, podendo coexistir e se complementar dentro de uma empresa para melhorar o entendimento e a criação do projeto. Embora possam ser aplicados a todas as indústrias, daremos mais ênfase no uso dessas tecnologias na Construção Civil, pois são áreas em que essas tecnologias estão sendo mais requisitadas e usadas. Imagem: Shutterstock.com Tecnologias de Projeto 4.0 A linguagem VRML – Virtual Reality Modeling Language ou Linguagem para Modelagem em Realidade Virtual, é uma linguagem independente de plataforma que permite a criação de cenários 3D, por onde se pode passear, visualizar objetos por ângulos diferentes e interagir com eles. Já para o desenvolvimento da Realidade Aumentada, é usada uma biblioteca chamada ARToolKit. Ambas as linguagens são gratuitas, além disso, há outras disponibilizadas por pesquisadores e até empresas. REALIDADE AUMENTADA Por meio da projeção de cenários virtuais sobre o mundo físico, a utilização da Realidade Aumentada permite uma integração em tempo real com informações e dados obtidos por meio da integração de dados provenientes de sistemas industriais, GPS, câmeras de vídeo e internet. Podem ser integrados a dispositivos móveis e nesses equipamentos formam imagens que representam uma interação direta entre o usuário e os objetos em seu ambiente de trabalho. No caso do setor industrial, permite o acompanhamento virtual de dados de processo, incluindo a operação de máquinas por parte de operadores, o acompanhamento da produção em tempo real por parte dos gestores e a orientação de procedimentos de manutenção e segurança no ambiente de produção para especialistas remotos, que atuem diretamente na manipulação dos equipamentos. Diferente da Realidade Virtual, que cria um ambiente totalmente novo e independente do mundo real, a Realidade Aumentada inclui elementos virtuais que interagem com o que já existe. Assim, é possível unir projetos arquitetônicos virtuais à realidade do canteiro de obras ‒ aumentando a eficiência e precisão, reduzindo a ocorrência de erros e economizando tempo, dinheiro e recursos. Um sistema de Realidade Aumentada, portanto, faz com que a mídia digital se sinta fisicamente presente por meio de design interativo e gestos. As principais empresas envolvidas no investimento e na aquisição de RA (Realidade Aumentada) são: GOOGLE APPLE INTEL SAMSUNG FACEBOOK SAIBA MAIS Segundo a Markets and Markets, o mercado de Realidade Aumentada deverá atingir US$60,55 bilhões em todo o mundo até 2023. No geral, o mercado de software de Realidade Aumentada irá crescer muito graças ao uso crescentede consumidores de smartphones, tablets e outros dispositivos comerciais e corporativos usados para a implementação da tecnologia. Embora exista uma demanda crescente por RA nos setores de Saúde, Varejo e Comércio Eletrônico, há muitas oportunidades emergentes e uma demanda crescente por RA na Arquitetura e no setor empresarial. A intenção é que se possa tomar decisões, comparando o real com o holograma do que foi projetado. A tecnologia permite, na fase de projeto, fazer as análises comparativas entre o que já existe e o que ainda está por ser concluído. Um exemplo disso é o aplicativo GAMMA AR. Ele é um aplicativo de monitoramento de canteiro de obras. Com a Realidade Aumentada para visualizar construções em 3D BIM com tablets, cria a compreensão do planejamento da obra e a comparação da realidade com o projeto. Assim, um sistema de Realidade Virtual pode proporcionar aos envolvidos a visualização por completo dos eixos de rotação e translação, o que facilita a identificação de problemas em uma obra. Imagem: Shutterstock.com. Além disso, a Realidade Aumentada tem sua importância também na interatividade com o usuário, possibilitando que ele visualize de forma real e interativa como ficará o projeto. Assim, a tecnologia na Construção Civil é utilizada desde o planejamento da obra até o gerenciamento da construção e a apresentação para o cliente. A ideia é que os aplicativos de Realidade Aumentada possam proporcionar uma visão mais exata daquilo que será construído e todas as camadas de materiais e instalações que, muitas vezes, são complexas de se entender por meio de desenhos. Para isso, plantas 3D e até hologramas de maquetes virtuais são utilizados para melhorar a compreensão do projeto e facilitar a execução de projetos. E, mesmo durante a construção, a possibilidade de ver por meio de paredes e entender o caminho das instalações facilita o processo e reduz a possibilidade de erros, ou mesmo para guiar a construção de geometrias complexas. BENEFÍCIOS DA REALIDADE AUMENTADA Os benefícios são inúmeros. Muitas vezes, encontramos uma situação em um canteiro de obra, em que o mestre de obras diz: “Depois de pronto, entendi a volumetria final da obra”. Se ele tivesse entendido antes de iniciar a obra, provavelmente teria sido mais produtivo e teria perdido menos material. Assim, a visão espacial do que se está projetando é essencial. Usando óculos de Realidade Aumentada, tablets ou smartphones, é possível conseguir ampliar a capacidade de aprendizado e retenção por parte dos funcionários, uma vez que essa tecnologia promove a interatividade como principal vantagem. Um exemplo disso é o AR Sketchwalk, uma ferramenta de Realidade Aumentada, que permite aos envolvidos e projetistas utilizarem a Realidade Aumentada para mergulhar em seus esboços e proporcionar a seus clientes e a si mesmos uma noção mais verdadeira do espaço. Por meio de um tablet, você posiciona seu croqui no plano (pode ser o próprio terreno do projeto) e pode percorrê-lo, subindo as paredes para ter uma ideia dos espaços futuros. Isso torna a experiência de apresentar um projeto muito mais interativo e claro para os clientes. Existem outros aplicativos de Realidade Aumentada que permitem aos usuários visualizar modelos 3D em tempo real e na escala correta ‒ transformando uma planta em um holograma do modelo 3D, ou simulando produtos em tamanho real. A plataforma normalmente está disponível para smartphones, tablets e óculos VR e é utilizada por designers de produto, equipes de vendas e marketing ‒ reduzindo custos de prototipagem, aumentando o apelo ao cliente e impulsionando as vendas. Imagem: Shutterstock.com. Mesmo com o imóvel já pronto, é possível usar a realidade aumentada para ajudar a decidir a decoração do local. Isso é útil não apenas para o cliente final, mas também na hora de preparar unidades modelo para atrair visitantes. REALIDADE VIRTUAL A Realidade Virtual (VR) pode ser definida como o uso da tecnologia para se convencer o utilizador de que ele está em outra realidade. VOCÊ SABIA? O termo Realidade Virtual foi utilizado pela primeira vez em 1987, por Jaron Lanier em seu trabalho na empresa VPL Research, que foi a pioneira na comercialização dos primeiros óculos de Realidade Virtual. Nesse sentido, a realidade possui múltiplas aplicações, sendo categorizada em três aspectos: imersão, interação e envolvimento. Para Rodrigues (2016), a imersão pode ser entendida como a sensação de estar dentro de um ambiente real. Para isso, utilizam-se capacetes e óculos ou simulações dentro de espaços especiais. Já a interação baseia-se na capacidade do computador em captar os movimentos do usuário e modificar o mundo virtual com as instruções recebidas. Por fim, o envolvimento é relacionado com o engajamento possível do usuário no mundo virtual. Na Construção Civil, a Realidade Virtual é utilizada em diversas funções, desde treinamentos, compatibilização de projetos, verificação de estruturas até para apresentar ambientes aos clientes. Por mais que um projeto em 3D seja explicativo, conseguir “caminhar” por ele e observar todos os detalhes torna o entendimento do projeto muito melhor. Com a Realidade Virtual, o projetista, o cliente, e todos os envolvidos poderão ter a sensação de como será, por exemplo, seu novo imóvel. Com isso, alterações no projeto ou as suas chances de fechar a venda são muito maiores. Além da melhor experiência, a Realidade Virtual ainda proporciona outra vantagem: o projetista, os envolvidos e até o cliente podem “visitar” o imóvel sem precisar se deslocar até o local. Permitir que diversos profissionais avaliem o projeto antes da sua concepção final torna-se uma ferramenta que gera muita economia. Para o cliente, o custo da visita em Realidade Virtual pode ser mais baixo do que o custo da construção de uma unidade decorada. MAQUETES HOLOGRÁFICAS A plataforma chamada “HoloLens2” foi apresentada pela Microsoft em um evento de demonstração reservado para convidados. Trata-se de um conjunto de hardware e software que combina holografia com o mundo físico. A plataforma é realmente interessante e com certeza vai ter um grande impacto em diversas áreas. Quem está por trás do projeto é um brasileiro, o Chief Inventor, Alex Kipman, responsável também pelo Kinect. O HoloLens combina hologramas em um ambiente físico, real, e permite que o usuário manipule e interaja com os objetos e as imagens geradas pelo dispositivo. Você coloca uma espécie de óculos (ou capacete com visores e câmeras) e esse aparelho engana sua visão e seu cérebro por meio de múltiplas câmeras, sensores e luzes projetadas em um visor; assim, você enxerga imagens holográficas em 3D em um ambiente físico real. Diferentemente da Realidade Aumentada, em que a imagem é vista de forma passiva, essa tecnologia permite que o usuário “interaja” com a maquete, podendo até usar comandos de voz. Imagem: Shutterstock.com Exemplo de maquete holográfica As áreas de jogos ou entretenimento já saíram na frente, mas o potencial de aplicação dessa tecnologia em diferentes setores da indústria, projetos e desenvolvimento de produtos tem se mostrado cada vez mais atraente. Essa tecnologia irá evoluir a partir desses jogos e da demonstração, e em breve veremos aplicações mais assertivas na Construção Civil e na indústria como um todo. EXEMPLO Você comprou um novo apartamento e está em busca de nova mobília e itens para decoração. Você acessa um site de um fabricante e venda de móveis e que também vende eletrodomésticos. A empresa possui um aplicativo que permite fazer o download e carregar no seu HoloLens. Com ele, terá acesso ao catálogo completo de produtos. Daí por diante, será apenas testar as mobílias no seu apartamento com hologramas, visualizar com dimensões bem reais e em cores como será a sala, o quarto, a cozinha etc. Essa tecnologia aproxima mais os usuários e potenciais clientes já nas fases iniciais do desenvolvimento e da geraçãode conceitos antes mesmo de desenvolver uma maquete no BIM. Isso poderia ser feito por meio de experimentos usando hologramas. Uma vez que o produto já existe e está no mercado, as empresas podem criar aplicativos e serviços que permitam um test drive com ele, em vez de simplesmente observar fotos ou vídeos e, dessa maneira, incentivar e motivar o desenvolvimento ou a compra do produto. VERIFICANDO O APRENDIZADO 1. SOBRE REALIDADE AUMENTADA, ASSINALE A ALTERNATIVA CORRETA: A) A Realidade Aumentada exclui elementos virtuais que interagem com o que já existe. B) A Realidade Aumentada precisa de um projeto em 3D pronto e da tecnologia BIM, além de programas que geram maquetes em 3D. C) Podem ser integrados a dispositivos móveis e nesses equipamentos formam imagens planas que representam uma interação indireta entre o usuário e os objetos em seu ambiente de trabalho. D) A intenção é que se possa tomar decisões por meio da análise do holograma do que foi projetado. E) Apesar de a Realidade Aumentada não interagir com o usuário, permite que ele visualize de forma real e interativa como ficará o projeto. 2. ASSINALE A ALTERNATIVA CORRETA: A) Na Realidade Virtual não há a necessidade de se usar óculos VR. B) Na Realidade Virtual não é necessária a Tecnologia BIM ou outros programas que geram maquetes gráficas, pois ele pode trabalhar de forma autônoma. C) A Realidade Virtual cria um novo projeto dentro de uma maquete 3D, possibilitando andar e ver detalhes dentro da maquete, como se o usuário estivesse dentro do ambiente, proporcionando ver falhas e observar melhorias. D) A Realidade Virtual é apenas para entretenimento e jogos, não agregando valores na indústria e na Construção Civil. E) O uso da Realidade Virtual não melhora o projeto inicial, pois ele está feito e não vale a pena voltar e mudar o projeto básico novamente. GABARITO 1. Sobre Realidade Aumentada, assinale a alternativa correta: A alternativa "B " está correta. A Realidade Aumentada precisa de uma maquete em 3D pronta. A partir desse ponto o projetista fará o projeto da Realidade Aumentada. 2. Assinale a alternativa correta: A alternativa "C " está correta. A Realidade Virtual cria um novo projeto dentro da maquete, possibilitando ver de forma crítica o que pode ser melhorado no projeto original antes que ele seja executado, gerando ganhos e melhorando o processo. MÓDULO 3 Reconhecer as novas tecnologias, a partir da Inteligência Artificial aplicada a Projetos Paramétricos – os Projetos Generativos CONCEITOS DE PROJETOS GENERATIVOS PROJETOS GENERATIVOS Os processos tradicionais de projeto de Engenharia têm sido aplicados há centenas de anos para tudo, desde o projeto de uma cadeira até de aviões. Esse processo é testado e comprovado ao longo da história e segue normalmente assim: 1. IDEIA Identifique um problema e crie um conceito. 2. CRIAR Rascunhe um croqui bruto do conceito. 3. DESIGN Preencha os detalhes com um design abrangente. 4. VALIDAR Teste uma maquete ou projeto detalhado. 5. FABRICAÇÃO javascript:void(0) javascript:void(0) javascript:void(0) javascript:void(0) javascript:void(0) Construa o produto. 6. LANÇAMENTO Lance o produto no mercado. Isso representa um processo bastante linear, e existem algumas desvantagens significativas para essa abordagem: Há uma grande quantidade de conhecimento técnico necessário em cada etapa. Embora software sofisticado seja usado, todas as dimensões e recursos devem ser definidos com precisão usando ferramentas de software complexas e específicas de domínio para produzir um projeto utilizável, pronto para a fabricação. Há um ciclo de feedback negativo que ocorre quando algo dá errado durante a validação ou fase de fabricação. Isso geralmente resulta em recalls de produtos, retrabalho, adaptações, esforços de redesenho e um desperdício significativo de recursos. A criatividade de designers e engenheiros é limitada pela rapidez com que podem iterar e gerar novos designs. Se eles têm um cronograma apertado, as soluções não criativas rapidamente se tornam o status quo, o que prejudica a inovação de longo prazo. O software de projeto de engenharia convencional ajuda a resolver alguns desses problemas. Apesar dos cálculos automáticos e dos recursos de design mais rápidos do que a caneta e papel, os projetistas ainda precisam passar por cada fase de desenvolvimento. Dito isso, as novas tecnologias têm o potencial de amplificar a produtividade da mesma forma que em outros setores. O Design Generativo é um excelente exemplo de como os meios digitais podem aumentar a eficiência no desenvolvimento de produtos. Isso dá luz para maior otimização entre as cadeias de valor, especificamente ao introduzir novos princípios de manufatura, como a impressão 3D, Realidade Aumentada, Virtual e Maquetes 3D. javascript:void(0) Imagem: Serpro Relação entre Inteligência Artificial, Aprendizado de Máquina, Aprendizado Profundo e Ciência de Dados INTELIGÊNCIA ARTIFICIAL EXEMPLO Imagine que você esteja planejando o interior de um prédio de escritórios. Você inicia calculando como seus parâmetros de projeto impactam outros aspectos do prédio, como iluminação e custos de construção. Você passa as centenas de variáveis de localização: cozinhas, banheiros, escrivaninhas ou espaços comuns ‒ produzidas por suas escolhas à medida que o layout se desenvolve. Todo esse processo leva um bom tempo, enquanto você revê as opções. Imagine agora outro cenário, em que sua primeira etapa é definir os parâmetros do projeto, descrevendo a quantidade de luz que você deseja para as mesas, dependendo da temporada, as vistas desejadas para salas de conferência, e o valor máximo que você deseja gastar na construção. Depois de definir os critérios, suas ferramentas de projeto geram todos os melhores resultados possíveis com uma única análise e você avalia as alternativas. Tudo isso acontece em uma fração muito menor de tempo que a primeira opção. Imagem: Shutterstock.com Hoje em dia, a Inteligência Artificial e os algoritmos de aprendizado de máquina impulsionam tudo, desde filtros de spam até veículos autônomos. As empresas de projeto recorreram a esses algoritmos para auxiliar no processo de projeto de engenharia e para criar produtos altamente otimizados. Os primeiros usuários não apenas experimentam ciclos de design mais curtos, mas também desbloqueiam um potencial maior, o que interrompe todo o ciclo de vida do produto de engenharia e digitalização. Grande parte do trabalho de um projetista é fazer e refazer testes, linhas, formas, cópias. Descartar e recomeçar. De uma ideia inicial a um projeto final há um caminho extenuante e longo. Isso porque projetar é tomar infinitas decisões, sendo que uma alteração influencia em outros tantos elementos sendo, enfim, um exercício de escolhas e concessões. Seja conseguir construir o máximo da legislação no terreno sem impactar o entorno e deixando todas as unidades com boa exposição solar, ou encaixar o máximo de mesas de trabalho em um escritório sem perder uma boa circulação e fluidez no espaço, são muitos estudos até chegar na opção mais adequada. Ou, por exemplo, a posição de uma janela, ainda que fique muito bem na composição da fachada, pode inviabilizar a localização da cama em um dormitório ou aumentar muito o consumo energético da edificação. APROFUNDAMENTO EM PROJETO GENERATIVO O Design Generativo é, provavelmente, hoje, a aplicação mais difundida da Inteligência Artificial na Arquitetura, Engenharia e Construção (AEC). Nesse processo, o computador aprende e executa centenas de combinações que traçam um caminho evolutivo para criar uma forma. O conceito fundamenta-se na exploração exaustiva de alternativas de projeto, que são derivadas de certos pressupostos definidos pelo projetista, para um fim proposto. O DESIGN GENERATIVO É UMA ESTRATÉGIA QUE AUMENTA OS RECURSOS HUMANOS USANDO ALGORITMOS PARA AUTOMATIZAR A LÓGICA PROJETUAL. Você ainda define osparâmetros, mas, em vez de modelar uma coisa de cada vez, o software de Design Generativo ajuda você a criar muitas soluções simultaneamente e às vezes até encontrar ‘acidentes felizes’ ou soluções únicas e imprevistas que seriam difíceis de descobrir com métodos tradicionais. Muitos aplicativos populares de design de engenharia já suportam Design Generativo movido por Inteligência Artificial. Por exemplo, a Autodesk trouxe o Design Generativo do laboratório com integração em seus produtos. Há também um número crescente de projetos independentes de software livre que fornecem recursos de design generativos. Algoritmos de última geração podem ser treinados não apenas para otimizar um projeto para parâmetros de engenharia específicos, como peso ou durabilidade, mas também para parâmetros comerciais, como custos de produção ou mesmo requisitos estéticos. O mais interessante é sua aplicação para aprimorar a funcionalidade durante o uso, como considerar o fluxo de calor por meio de um componente. VOCÊ SABIA? Algumas startups estão desenvolvendo aplicativos que permitem aos projetistas integrar diferentes materiais em um componente, enquanto o aplicativo otimiza a topologia em paralelo. O resultado geralmente é um produto superior com um tempo de desenvolvimento muito mais rápido do que os processos de design convencionais, algo que o cérebro humano luta para alcançar. Para explicar melhor, vamos usar um exemplo, que é o projeto de pesquisa intitulado Evolving Floor Plans, que explora organizações de plantas arquitetônicas especulativas e otimizadas usando Design Generativo. Para testar os resultados, foram geradas salas de aula e a circulação de pessoas em uma escola hipotética por meio de um algoritmo genético programado para minimizar o tempo de caminhada, uso dos corredores, entre outros parâmetros. A planta baixa "evolui" a partir de codificação genética usando métodos indiretos, como contração de gráficos e corredores crescentes, usando um algoritmo inspirado em colônias de formigas. Imagem: Archdaily.com.br Modelos otimizados em função dos parâmetros estabelecidos Os resultados mostram uma solução na qual, muitas vezes, não pensamos de forma imediata ou tradicional. Na esquerda, temos o modelo de arquitetura otimizado para minimizar o fluxo de tráfego entre classes e uso de material. No modelo da direita, foi otimizado para minimizar caminhos de fuga de incêndio. Imagem: Archdaily.com.br Modelos otimizados em função dos parâmetros de janelas e deslocamentos Mas nem sempre o Design Generativo gerará formas complexas e superorgânicas. Ele pode contribuir para processos repetitivos de projeto aos quais estamos muito acostumados. E isso pode ocorrer em diversas escalas. No ano passado, a empresa Sidewalk Labs anunciou o desenvolvimento de uma ferramenta de Design Generativo que usa aprendizado de máquina e design computacional para criar cenários de planejamento urbano. Utilizando informações geográficas, diretrizes e normativas urbanísticas, layouts de ruas, orientação, padrões climáticos e alturas de construção como dados de entrada, a ferramenta produz uma série de cenários possíveis para arquitetos e planejadores avaliarem e refinarem o produto final. Com o aprendizado de máquina, o sistema tem a capacidade de melhorar a tarefa e gerar projetos aprimorados à medida que acumula experiência. Para o projeto dos escritórios da Autodesk em Toronto, o Design Generativo teve papel essencial. O processo foi iniciado coletando opiniões de funcionários e gerentes sobre estilos de trabalho e preferências de localização, que foram transformados em dados. Daí, seis parâmetros principais e mensuráveis foram definidos: PREFERÊNCIA POR ADJACÊNCIAS Minimizar a distância entre equipes colaborativas e as amenidades do escritório. ESTILO DE TRABALHO Verificar qual a melhor localização para cada equipe e verificar quais suas preferências de luz e níveis de barulho. INTERCONECTIVIDADE Maximizar a ativação dos espaços compartilhados. PRODUTIVIDADE Minimizar as distrações visuais e sonoras. E, para completar os seis parâmetros, vale acrescentar a Luz natural e vistas para o exterior. javascript:void(0) javascript:void(0) javascript:void(0) javascript:void(0) Imagem: Autodesk.com Parâmetros de treinamento da Rede de AI para maximizar o projeto. Nem todos os elementos poderiam ser alterados, como as circulações verticais, os banheiros e instalações hidráulicas e a estrutura da edificação. O processo foi automatizado para explorar milhares de configurações de layout, a partir de centenas de variáveis combinadas, obtendo-se a classificação de desempenho de cada uma das opções para os parâmetros apontados. Interessante indicar que, com o uso do espaço após a ocupação, observando produtividade e os locais mais usados, é possível validar ou alterar alguns dos parâmetros e algoritmos, para tornar o modelo ainda mais acurado para esse ou outros projetos. Também, se algum dos parâmetros se alterar, como aumentar ou diminuir o número de equipes ou mesmo se será necessário um novo auditório, pode-se inclui-los no banco de dados para criar novas iterações. Imagem: Autodesk.com Resposta das iterações dos projetos gerados pelo IA. Em um projeto baseado no conceito de Projeto Generativo, o computador deixa de ser somente um local para graficação do projeto, ou mesmo de registro de materiais e geometrias. Ele torna-se um coautor do projeto, apresentando múltiplas alternativas projetuais, inclusive classificando-as das mais às menos adequadas segundo pré-requisitos, a partir das premissas pontuadas pelo projetista. Os computadores podem ajudar a organizar e priorizar essas decisões, mas na verdade não podem tomá-las. Somente as pessoas podem decidir o que é importante. VERIFICANDO O APRENDIZADO 1. ASSINALE A ALTERNATIVA CORRETA: A) Os Projetos Generativos trabalham sozinhos, dispensando o projetista. B) As tecnologias associadas à Inteligência Artificial não erram, dispensando o uso de projetistas. C) Tecnologias como BIM não podem ser associadas a Projetos Generativos, pois trabalham de forma exclusiva. D) As tecnologias de Inteligência Artificial só trabalham com programas da Autodesk. E) As tecnologias de Projeto Generativo auxiliam os projetistas na tomada de decisão, pois podem simular muitos ambientes de projeto, facilitando a escolha e posterior edição dos resultados. 2. ASSINALE A ALTERNATIVA CORRETA: A) As tecnologias de IA, depois de implantadas, servem somente para uso gráfico. B) A IA aprende o oficio observando e analisando o ser humano. C) A IA auxilia o projetista na hora de executar um projeto. D) O Design Generativo é, provavelmente, hoje, a aplicação mais difundida da Inteligência Artificial na Arquitetura, Engenharia e Construção (AEC). E) Muitos aplicativos populares de design de engenharia já suportam Design Generativo movido por realidade aumentada. GABARITO 1. Assinale a alternativa correta: A alternativa "E " está correta. Os computadores podem ajudar a organizar e priorizar essas decisões, mas na verdade não podem tomá-las. Somente as pessoas podem decidir o que é importante. 2. Assinale a alternativa correta: A alternativa "C " está correta. As tecnologias de IA não substituem projetistas, apenas são mais uma ferramenta que auxilia o projetista a colocar sua ideia em prática. CONCLUSÃO CONSIDERAÇÕES FINAIS Aprendemos inicialmente os conceitos de BIM. São tecnologias que vieram para auxiliar o projetista a criar um projeto que envolve todas as etapas da concepção da ideia final. No segundo módulo, vimos como podemos melhorar e criar projetos complementares à tecnologia BIM. Tanto a Realidade Aumentada como a Realidade Virtual podem gerar novas formas de entender o projeto e criar projetos de acompanhamento dos projetos feitos em BIM. Por fim, no terceiro módulo, vimos como a Inteligência Artificial vem ganhando espaço também na área de projeto, facilitando e dandoopções diversas aos projetistas, economizando tempo, trazendo opções de soluções e até novas ideias. AVALIAÇÃO DO TEMA: REFERÊNCIAS BRASIL. Ministério da Indústria, Comércio Exterior e Serviços. Guia 1 - Processo de projeto BIM. Brasília: Agência Brasileira de Desenvolvimento Industrial (ABDI), 2017. BUILDIN. Tecnologia BIM: Guia completo. Buildin. Consultado em meio eletrônico em: 29 mar. 2021. EASTMAN, C. M. et al. BIM Handbook: A Guide to Building Information Modelling for owners, managers, designers, engineers and contractors. 1. ed. Hoboken, New Jersey: John Wiley, 2008. p. 11-12. EQUIPE TOTVS. Inteligência artificial: por que a tecnologia tem se tornado cada vez mais estratégica? Blog Totvs. Publicado em meio eletrônico em: 12 jun. 2019. RODRIGUES, V. T. Projeto de realidade virtual com estereoscopia aplicado à construção civil para a visualização de modelos e estruturas. 2016. Projeto de Graduação (Bacharelado em Engenharia Eletrônica e de Computação) ‒ Escola Politécnica, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2016. EXPLORE+ Para saber mais sobre os assuntos tratados neste conteúdo, é possível assistir a vídeos no YouTube e baixar apostilas de BIM, Realidade Aumentada, Realidade Virtual e de Projetos Generativos, disponíveis em vários sites de Engenharia. Assista ao vídeo The Future of Making Things. CONTEUDISTA Anderson Manzoli CURRÍCULO LATTES javascript:void(0);
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