Inteligencia Artificial e Ingeniería Civil
27 noviembre, 2021
Juan Chiachío y Manuel Chiachío
Los países más avanzados están asistiendo al nacimiento de una revolución industrial traída por tecnologías como la inteligencia artificial, la monitorización remota y la robótica. La industria de la Ingeniería Civil, que incluye la construcción y explotación de grandes infraestructuras (carreteras, ferrocarriles, puentes, centrales energéticas, presas, puertos, etc.), está ya siendo parte de esta revolución, debido al relativo bajo coste de las tecnologías de digitalización en relación a los enormes costes de construcción, operación y mantenimiento de estas infraestructuras.
La cantidad de datos e información en tiempo real procedentes de infraestructuras cada vez más monitorizadas se espera que aumente exponencialmente en las próximas décadas. Estos datos por sí solos tienen el potencial de reducir en miles de millones de euros el gasto nacional en gestión, conservación y mantenimiento de infraestructuras. Además, se especula que esta información pueda cambiar la forma en la que se diseñan, construyan y operan las infraestructuras del siglo XXI.
Sin embargo, aunque se están haciendo grandes avances en esta dirección, aún no se ha llegado a un estado de abundancia de datos tal que permita una gestión predictiva de infraestructuras completas como entidades ciber-físicas. La complejidad, la enorme expansión geográfica así como la variabilidad e incertidumbre inherente al comportamiento de las infraestructuras frente a excitaciones ambientales, hacen que la adquisición de datos relevantes para la predicción precisa del comportamiento a medio y largo plazo de las mismas sea un reto por sí mismo. Entre tanto, metodologías novedosas como la inteligencia artificial enriquecida en física se perfilan como candidatas para suplir esta escasez inicial de datos.
Particularmente, la ingeniería civil es heredera de grandes avances teóricos y científicos en los campos de la Mecánica, la Hidráulica, la Electricidad, la Geotecnia, etc. Herramientas novedosas como las redes neuronales informadas por física («Physics-Informed Artificial Neural Networks», en inglés) tienen el potencial de explotar todo ese valioso conocimiento científico desarrollado durante el último siglo para predecir con fiabilidad el comportamiento a medio y largo plazo de nuestras infraestructuras, y por tanto, de su degradación y necesidades de mantenimiento de las mismas. En un escenario futuro de abundancia de datos, estos datos no solo serán valiosos para realizar predicciones a largo plazo que hasta ahora no han sido posibles, si no que también serán útiles para mejorar los modelos teóricos y mecánicos disponibles así como para descubrir nuevo conocimiento científico en base a ellos.
En este contexto, el objetivo de DaSCI en esta línea de investigación es la de contribuir con esta revolución trabajando en la interfaz entre ingeniería civil e inteligencia artificial, y liderando a nivel académico el desarrollo de metodologías y tecnologías innovadoras para la industria de la construcción y gestión de infraestructuras del siglo XXI.