Nápady a objevy

4. dubna 2022

Moderní stavařina navrhne lidem příjemná nákupní centra i optimální únikové cesty

Martina Pálková je doktorandkou na stavební fakultě, označuje se ale především za programátorku. | Autor: Jan Prokopius
Stavebnictví už dávno nejsou hodiny strávené u rýsovacího prkna s pravítkem. Stejně jako v ostatních oblastech lidského života, i při navrhování a stavění se odborníci čím dál častěji obrací k počítačům. I proto má na Fakultě stavební své místo Ústav automatizace inženýrských úloh a informatiky. S pomocí umělé inteligence dokážou tamní výzkumníci spočítat, jak bude například prostředí kanceláří působit na zaměstnance, a to dlouho před tím, než se vůbec poprvé kopne do země.

Na počítačových simulacích, které jsou denním chlebem doktorandky Martiny Pálkové, se v jasně vymezených koridorech pohybují barevné body a vzájemně se sobě vyhýbají. Počítačový program si takto zjednodušeně přehrává situaci, kdy se například do chodby nákupního centra nahrne větší množství lidí a snaží se dostat z jedné strany na druhou. Co když se najednou rozezní siréna a pokyn budovu opustit? „Pokud je model dostatečně věrohodný, můžeme na něm sledovat špatně vymyšlenou evakuaci, kdy se lidé v jednom místě začnou hromadit. V budově začne hořet, v jedné části mám hodně lidí, jinde málo, a tehdy by se mi hodilo vědět, kudy je můžu posílat ven,“ vysvětluje Martina Pálková.

Počítačové simulace by výzkumníci rádi otestovali i v praxi, kvůli velkému množství zapojených lidí to ale není nejjednodušší. | Autor: Martina Pálková
Modelování únikových cest je součástí plánování moderních staveb, kdy program projektanta dopředu upozorní například, že navržené schodiště fotbalového stadionu je příliš úzké a při evakuaci by se mohlo poměrně rychle ucpat a spěšný odchod zkomplikovat. Martina Pálková se ale s kolegy především z řad doktorandů zaměřila na sledování takových situací v reálném čase: „Používáme umělé neuronové sítě. Počítači dáte trénovací množinu, v tomto případě data ze simulací pohybu osob, na kterých se sám učí. Systém dokáže následně příklady zobecnit a přijít s řešením i přesto, že s konkrétní situací se nikdy předtím nesetkal.“

V realitě by mohl být takový program součástí velína budovy a sám by dokázal na základě údajů z bezpečnostních kamer, například v případě požáru, upozornit, které únikové vchody jsou méně obsazené a kudy bude tedy evakuace rychlejší.

Obchoďáky bez stresu. Utopie?

Evakuace jsou situace, kterých doufáme, že bude co nejméně. Pálková s kolegy proto přemýšlí, jak lidem zpříjemnit každodenní záležitosti, jako je například pracovní den v kanceláři nebo korzování obchodním domem. „Na základě geometrie místa a množství osob se snažíme už při projektování předpovědět, jaký bude komfort osob. Budete například navrhovat obchodní dům nebo prostory nové firmy, a víte, kolik se tam bude zhruba pohybovat lidí. Díky našemu systému budete vědět, jestli postačí, když bude chodba široká metr, nebo ji budete muset rozšířit,“ poukazuje mladá doktorandka na výhody zapojení umělé inteligence.

Obrázek zobrazuje intimní, osobní, společenskou a veřejnou zónu v závislosti na vzdálenosti od člověka. | Autor: Creative Commons
V takové chvíli se pozornost informatiků ze stavební fakulty nezaměřuje na únikové cesty, ale jestli se lidé například na chodbách příliš nemačkají, a tím pádem se nedostávají do stresových situací. „Člověk má kolem sebe jakési pomyslné kruhy, které značí jeho intimní a další zóny. Jejich vnímání je rozdílné například už jen mezi ženami a muži,“ odbočuje Martina Pálková do humanitních věd a přiznává, že čím déle se projektu věnuje, tím větší vidí propojení s dalšími obory, jako je psychologie nebo sociologie.

„Bylo pro nás zajímavé přemýšlet, jak by člověk definoval komfort. Rozhodli jsme se ho definovat na základě hustoty osob, což je sice matematika, ale snažili jsme se vycházet i z vlastních pocitů,“ vrací Pálková téma zpět do roviny tvrdých dat, která mají ale podle ní své limity. „Ukazuje se například, že komfort vnímají lidé jinak třeba, když je přítomný hluk. I když máte na nějakém místě malou hustotu osob, ale je tam velký hluk, vnímáte pocit komfortu úplně jinak. Vše bohužel nedokážeme postihnout.“

Nakoupit a rychle domů

Výzkumníci museli zohlednit třeba i situace, které se na první pohled nepříjemné nezdají, ale lidé se ve skutečnosti necítí příliš uvolněně. „Člověk vnímá v některých situacích nekomfortně i další osoby, které jsou třeba deset metrů daleko. To nastává právě v nákupních centrech, kdy vám vyloženě nikdo takzvaně nedýchá za krk, ale množství lidí v budově je pro vás nepříjemné,“ upozorňuje Pálková na asi všem známou situaci při nakupování, kdy už chce být člověk co nejdříve doma.

Obchodní domy nejsou pro většinu lidí místem, kde by chtěli trávit mnoho času. Stavaři by rádi zpříjemnili i krátké návštěvy. | Autor: Pixabay
Výsledkem snažení odborníků z Fakulty stavební je počítačový program srozumitelný třeba i projektantům, kteří se informatice nevěnují. Ti by tak mohli při navrhování nových budov nechat software samostatně pracovat a podle jeho propočtů případně projekt upravit.

„Čím dál více se ukazuje, že stavebnictví je pozadu, co se týče digitalizace a využití umělé inteligence. Když se nad tím ale zamyslíme, vidíme tolik oblastí, kde by se daly využít. Stavební informatika má obrovský potenciál,“ uzavírá optimisticky Martina Pálková.

(tk)

Témata

Související články:
Vědci z VUT významně pomohli s výrobou ochranných pomůcek a nyní pracují na nových projektech
Juniorstav 2020: simulace povodňové vlny i vyšší bezpečnost železničních výhybek
Studenti musí chápat historickou podstatu budov, myslí si architekt Adam Guzdek
Mladí profesoři se shodují: Profesura byl přirozený vývoj, neplánovali jsme to
Vysvětlit fyziku 6letému dítěti je výzva, říká o popularizaci vědy ve VIDA! Jana Majerová