2021 年に注目すべき 27 の新たな建築技術トレンド (パート 1)

テクノロジーは建設業界にかつてないほど大きな影響を与えています。クラウドベースのコラボレーションやデジタルツインの開発から、ロボット工学、スーパーマテリアル、ウェアラブルテクノロジー、さらには人工知能 (AI) に至るまで、数え切れないほどの驚くべきトレンドが、私たち全員の暮らしを形作る世界の改善に役立っています。

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本日は、2021 年以降に注目すべき、建設技術と土木技術の新たなトレンド 27 件をご紹介します。

建設業界に影響を与える建築技術と土木工学の新たなトレンド

新しい建築技術は単なる流行ではなく、楽しい新しいおもちゃでもあります。現在のプロセスを最新化することでメリットを得られる実用的なアプリケーションは数多くあります。

建設会社は競争力を維持し、遅れを取らないことを望んでおり、新しいアプローチを戦略とワークフローに統合する方法を模索しています。

建設分野におけるこれらの最先端技術は、業界の運営方法や将来のプロジェクトの実行方法を劇的に変えています。

建設・土木工学の最新技術動向

2021 年以降に注目すべき建設および土木技術のトップトレンドをご紹介します。

• ビルディング インフォメーション モデリング (BIM)
• クラウドとモバイルテクノロジー
• 無人航空機（UAV）
• バーチャルリアリティ
• 拡張現実
• 3Dプリント
• 人工知能
• ロボット工学
• 外骨格
• コネクテッドワークプレイス
• 自動運転車
• 先端材料
• スマートビルディング環境
• 機械学習
• プレハブ
• 予測分析
• 建設ソフトウェアとデータエコシステム
• 自己修復コンクリート
• 高度な GPS アプリケーション
• 新しい効果的なスキャンソリューション
• 木造建築
• ウェアラブルテクノロジー
• スマートビルディング
• モジュラー建築と3Dプリント住宅
• スマートホーム
• コネクテッドホーム
• 家族分析

1. ビルディングインフォメーションモデリング（BIM）

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プレハブ化、モジュール化、環境への配慮が向上しました。 BIM は CAD (コンピュータ支援設計) に似ていますが、同一ではありません。これは 3D 設計に使用されるソフトウェアであり、構築したいものをデジタルでモデリングできます。

しかし、それだけではありません。「建物の視覚的に魅力的な 3D モデルを作成するだけでなく、メタデータの多くのレイヤーを作成し、共同ワークフローで提示します。」紙ではできない方法で物事をキャプチャします。

現在、建設業者の 30% ～ 35% が BIM/CAD ソフトウェアを使用しています。 BIM を使用すると、2D 紙図面を複数のバージョンに分割するのではなく、各個人と各専門分野が同じモデルに作業を追加できるため、より優れたコラボレーションの余地が生まれます。これは 2021 年に最も人気のある建設技術の 1 つになるでしょう。

このように、人々が貢献するにつれてモデルは瞬時に進化し、プロセスが合理化され、効率が向上します。 BIM は、衝突を自動的に検出し、プロジェクトのより完全な画像を提供することで、プロジェクトの設計および計画段階での問題解決にも役立ちます。

2.クラウドとモバイルテクノロジー

モバイル テクノロジーはもはやゲームだけのものではありません。実際の建設現場での応用がますます一般的になりつつあります。タブレットやスマートフォンの携帯性が向上したことにより、コミュニケーションが向上し、どこからでも作業できるようになりました。

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この種のテクノロジーを現在のプロセスに統合すると、はるかに簡単になり、初期投資も少なくて済みますが、日常のプロセスに大きなメリットがもたらされ、生産性が向上します。

モバイル テクノロジーは、リアルタイムの監視、更新、職場とオフィス間の情報配信を提供することで、時間を節約し、プロジェクトをより迅速に進めるのに役立ちます。

企業は計画の最新改訂版に簡単にアクセスでき、現場にいながらプロジェクト マネージャーに問題を報告することもできます。これは土木工学の分野における最も優れた新たなトレンドの 1 つです。

ほんの数年前までは、ほとんどの人がクラウド オペレーティング システムとは何かを知らなかったり、説明できなかったりしていました。今日では、これはもはや当てはまりません。実際、ほとんどのモバイル デバイスは、いつでもどこでもクラウド テクノロジーを利用できます。

これには、事実上無制限の量の情報を保存し、ボタンを押すだけで即座に共有できるなど、多くの利点があります。また、コストも従来の共有テクノロジーの約 10 分の 1 と、はるかに安価です。

クラウドベースのビジネス電話システムは、インターネット接続があればどこからでもアクセスできるため、競争力を維持したい建設業界にとって、将来的には不可欠なものになると予想されます。

3.ドローンまたは無人航空機（UAV）

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「ドローン」としても知られる無人航空機（UAV）は、2021年を通じて建設プロジェクトでますます一般的になるだろう。

オペレーターが危険にさらされていないことを確認するための検査の実施から、わずか数分で広大な土地の調査まで、ドローンの継続的な増加により、建設およびエンジニアリング業界の安全性と生産性が大幅に向上します。

実現可能性の成熟段階から始めて、セキュリティ、承認、プライバシー、適切な法律の必要性、専門家のスキルの緊急の必要性など、実装を成功させるために必要な手順を検討します。

ドローンは最も広く使用されている新興建設技術です。地上の作業員よりも迅速かつ正確に現場調査を実施でき、航空撮影よりも安価です。高解像度カメラと収集したデータにより、インタラクティブな 3D マップや地形図、モデルを作成したり、体積測定を実行したりできます。

ドローンを使用するもう 1 つの利点は、アクセスが困難な場所 (橋や高層ビルの周囲など) を安全に検査できることです。また、作業現場の進捗状況を監視したり、作業員の作業状況を確認したりすることもできます。

多くの建設現場ではすでにドローンの利用に大きく依存しています。これらのドローンは多くの時間を節約できるので非常に有益です。たとえば、調査員は、以前は数週間または数か月かかっていたサイト全体の調査を、わずか数分で行うことができます。

当然、これにより建設会社も多額の費用を節約できるでしょう。ドローン技術の精度と読み取り精度が急速に向上するにつれて、人間の関与の必要性は減少するでしょう。

以前は、管理者が必要だったためドローンの使用をためらう企業が多かったが、現在では技術の効率化が進むにつれて、導入に前向きな建設会社が増えている。

4. バーチャルリアリティ（VR）

仮想現実 (VR) 技術は、複雑なプロジェクトをよりよく理解するために、BIM と組み合わせて使用​​されることがよくあります。可能性を考えてみましょう。BIM を使用して建物の設計を作成し、それを VR を使用して実際に体験することができます。かっこいいと思いませんか？

これにより、チームやクライアントは、プロジェクトが完了したときにプロジェクトがどのようになるかについて、より現実的なアイデアを得ることができます。プロジェクトの開始前にプロジェクトをより完全に理解しておくことで、途中で大きなコストのかかる変更を回避する機会が得られます。したがって、VR は建築および土木工学の分野における最も優れた新興トレンドの 1 つです。

仮想現実 (VR) は従来、建設作業が始まる前にプロジェクト チームと関係者が提案された計画を実際に体験できるようにしてきましたが、2021 年現在、このテクノロジーは業界全体で無数の新しい用途を見つけています。

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5. 拡張現実（AR）

Building the World によれば、仮想現実はここ数年で新たなトレンドとなってきたものの、特に拡張現実の用途や利点と比較すると、急速に時代遅れになりつつあるという。

これは、カメラのレンズを通して現実世界を視覚化する能力です。これには一定のコストがかかりますが、建設業界に多くの新たな機会がもたらされることは間違いありません。

今からこれを使い始める余裕のある企業にとっては、計画や構築の方法に革命が起こるでしょう。この傾向は今後さらに大きくなるでしょう。

したがって、AR は土木工学の分野における最も優れた新興トレンドの 1 つになります。実際、ゴーグルを使わなくても、敷地の計画や戦略を立てたり、着工したりできると多くの人が考えています。拡張現実（AR）は建築において重要な役割を果たすでしょう。

6. 3Dプリント

建設技術としての 3D プリントは、資材の調達方法を変える可能性を秘めています。プレファブリケーションを使用すると、プロジェクトの資材を印刷して現場に輸送し、すぐに使用できるようになります。これにより、企業は材料をより早く入手でき、中間の余分な手順を排除することでプロセスを合理化できます。

英国グリーンビルディング協議会によると、建設現場に運ばれる資材の約15％が最終的に埋め立て処分されており、アメリカ建築家協会は、建設関連の廃棄物が米国の固形廃棄物の25％から40％を占めていると示唆しています。

3D プリントでは、材料を現場で直接印刷することもできるため、廃棄物が削減され、輸送および保管コストもさらに節約できます。

7.人工知能（AI）

建設業界ではすでに現場で AI が導入されており、レンガ積みなどの作業にロボットが使用され、自律型機器が人間の介入なしに操作して作業を完了できるようになりました。したがって、AI は土木工学の分野でも最も優れた新たなトレンドの 1 つとなるでしょう。

AI は安全性を高め、ワークフローを改善し、作業をより迅速かつ効率的に行うことで、建設プロジェクトにメリットをもたらします。また、情報が欠落していたり​​断片化されていたりする場合にそれを識別して質問し、収集したデータを使用することもできます。

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8.ロボット工学

ロボットは急速にSFの世界から現実の世界へと移り、多くの分野で建設業に進出し始めています。

現場検査の効率と詳細さを改善できる自律型ローバーから、レンガの敷設や鉄筋の結束などの反復作業を自動化できるロボットアームまで、ロボット革命は 2021 年に大きな進歩を遂げると予想されています。これは土木工学の分野における最も先進的なトレンドの一つでもあります。

ロボット工学は無視できない。ヘルスケアなどの業界ではすでにこれに多額の投資が行われています。これらのロボットがより精密になれば、建設業界で支配的な力を持つようになるでしょう。

ロボット工学は最初は高価になる可能性がありますが、少なくともこの技術に注目する価値はあります。最終的には、レンガを積んだり、鉄筋を結んだりといった作業をロボットができるようになるかもしれませんし、今後数年のうちに、現在人力で行われている建設プロジェクトの大部分をロボットが完成させるようになるかもしれません。

9.外骨格

外骨格は、ユーザーと連動して動作するウェアラブルデバイスです。外骨格を補完するのは、オペレーターの作業を実行できる自律型ロボットです。

外骨格はユーザーの体に装着され、人間のパフォーマンスを強化または回復するための増幅器として機能します。

外骨格はもともと軍事用途や患者の移動およびリハビリテーションのために開発されましたが、現在では建設現場でも使用され始めています。

これらの機械防護服は、作業員を手作業による怪我や手の振動による危険から守るのに役立ちます。また、作業員の助けを借りて生産性を大幅に向上させることもできます。

過去 1 年間で製造業界全体で急速な導入が見られ、建設現場でのフィールド試験では、建設分野における外骨格の開発と導入を促進すると期待される結果が得られました。

つづく…