L'edilizia è letteralmente un'attività pratica in cui i margini di perdita di profitto sono strettissimi. La formazione dei nuovi lavoratori richiede tempo e lavoro, e materiali come il legno, cemento, e tondo per cemento armato sono troppo costosi per il "gioco" essenziale per l'apprendimento di nuove abilità. Sfortunatamente, le conseguenze degli errori in cantiere si possono misurare nella perdita degli arti, se non vive.

Quindi, in che modo le università e l'industria delle costruzioni producono lavoratori, designer, e manager che possono applicare la vera conoscenza acquisita utilizzando le ultime tecnologie? Possono realizzare cantieri "intelligenti" che mitigano pericoli e rischi, soprattutto dove è difficile ottenere risparmi sui costi, ma spesso richiesto per il successo?

Abiola Akanmu, un assistente professore alla Myers-Lawson School of Construction, potrebbe avere una risposta. La sua ricerca crea scenari di costruzione virtuale insegnabili che coinvolgono le mani e le menti degli studenti utilizzando la realtà aumentata e gli ologrammi.

"Gli educatori e le aziende commerciali sono entrambi alla ricerca di modi per risolvere il problema pratico, " disse Akanmu. "E qualunque cosa tu possa fare nel mondo fisico, saremo in grado di fare nel mondo virtuale."

Akanmu e un team interdisciplinare di ricercatori del Virginia Tech hanno recentemente ricevuto una sovvenzione dalla National Science Foundation per ampliare la comprensione da parte degli educatori di come i tirocinanti apprendono le competenze trasferibili necessarie per prosperare in ambienti costosi e pericolosi in cemento e acciaio. I collaboratori di Akanmu per la concessione includono Doug Bowman, un professore del Dipartimento di Informatica; Diana Bairaktarova, un assistente professore presso il Dipartimento di Didattica dell'Ingegneria; e Farrokh Jazizadeh Kari, professore a contratto presso il Dipartimento di Ingegneria Civile e Ambientale.

Il progetto mira a preparare gli studenti di ingegneria edile e gestione all'uso delle moderne tecnologie dei sensori nei cantieri. Assegnato attraverso un programma per migliorare l'istruzione STEM universitaria, la sovvenzione finanzierà professori e studenti che imparano a utilizzare sensori laser specializzati che mappano otticamente questi luoghi e le strutture fisiche al loro interno.

Il processo di scansione è simile al modo in cui le squadre di rilevamento mappano le strade prima del lavoro. Attrezzature specializzate che utilizzano piccoli sensori esamineranno un ambiente e riporteranno un'immagine dai dati scansionati. In ambienti non sicuri, l'esplorazione del sito può avvenire utilizzando robot o droni.

Gli studenti di Akanmu stanno lavorando allo sviluppo di una tassonomia, o una comprensione sistematica, di come convertire quei dati in scene rappresentative utilizzando programmi per computer. Gli studenti potranno quindi sperimentare fisicamente questi scenari utilizzando Microsoft HoloLens, assicurando che i profitti e le persone non siano messi a rischio da esperimenti o errori.

I sensori di scansione e mappatura dovrebbero consentire ai responsabili delle costruzioni di padroneggiare e destreggiarsi tra più problemi in un cantiere "intelligente". Attraverso la simulazione, i manager saranno anche in grado di valutare i rischi per la salute causati da movimenti ripetitivi o condizioni non ergonomiche in cui è probabile che si verifichino lesioni ai lavoratori. Questo processo migliorerà la sicurezza del cantiere, un'altra area di rischio di costo per le imprese di costruzione.

Inoltre, la ricerca aiuterà gli educatori a personalizzare le esperienze degli studenti che soddisferanno le esigenze dei partner del settore attraverso la consulenza di focus group e appaltatori esperti. Il feedback del settore edile sarà essenziale per valutare l'utilità della tecnologia.

Bolanle Ogunseiju, uno studente di dottorato nel programma di progettazione e pianificazione ambientale, sta lavorando con Akanmu per rendere questi ambienti virtuali realistici e accessibili agli studenti. Combina le competenze tecnologiche che sta imparando sul progetto con la conoscenza del mondo reale che ha acquisito come ex stimatore nel settore delle costruzioni.

Ogunseiju collega l'importanza del progetto a uno dei problemi più difficili che le imprese di costruzione devono affrontare:prevedere in modo affidabile le quantità di materiali costosi, come riempimento di terra, ghiaia, e cemento, che di solito non può essere confermato fino a quando non inizia il lavoro effettivo in un sito.

Nota che stimare il volume di articoli costosi è particolarmente difficile. Gli errori possono costare contratti alle imprese durante le competizioni e causare perdite finanziarie sui cantieri, rischiando di completare con successo il progetto. "Gli studenti impareranno non solo le abilità tecniche, ma anche le capacità decisionali che le aziende cercano nei propri dipendenti per renderli più efficaci, " disse Ogunseiju.

Un altro vantaggio sarà la possibilità per gli studenti di vedere sotto la facciata finita di una struttura e sperimentare realisticamente, anche se l'ambiente è simulato e virtuale, come i processi complicati uniscono i materiali. Akanmu descrive la capacità della tecnologia di rimuovere strati di strutture finite per mostrare quali materiali vengono utilizzati per realizzare una grande colonna di supporto, Per esempio, e come si fondono insieme passo dopo passo.

"Con questo programma, sarà molto facile formarsi una visione mentale di ciò che gli studenti devono vedere per imparare, " ha detto Ogunseiju. " Fornisce esperienza pratica, non solo mera proiezione, che aumenterà il loro valore per i futuri datori di lavoro."