2020年の建設業界にディスラプションを起こす7つの技術革新

読者はいま、建設現場にいる。人間の筋力を大幅に増強する、ターミネーターのようなパワードスーツを身に付けており、何百kgという重さを苦もなく持ち上げることが可能で、統合されたセンサーからバイタルと大気のデータをクラウドへ送信。ARグラスの視界には、オフィスにいる同僚がガイドする動きに従って3Dモデルが重ねられており、装着しているGPS対応のブーツにより正確な位置がトラッキングされている。

まるでSFの世界のようだが、これは遠い未来のシナリオではない。ウェアラブル技術や再生プラスチックによる道路からコネクテッドコンストラクション、ブロックチェーンまで、2020年に建設業界へ訪れるフューチャリスティックな技術を紹介しよう。

1. ウェアラブルを身につけ、ランウェイでなく大梁をウォーキング

建設は本質的に危険な仕事だ。目がくらむような高さでの作業や重機の操作を行う必要があり、それが過酷かつ予測不能な気象条件下であることも少なくない。だからこそ、長年この業界の作業員にはヘルメットやゴーグル、安全ベストやブーツといった保護具の着用が求められてきた。

そうした装備が頭脳と筋肉を持つようになるとしたら？　建設作業員が最大90kgを持ち上げられる外骨格スーツなど、スマートウェアラブルが注目を集めている。重量による負担を減らすことで労働者の筋肉疲労を軽減し、労働災害の可能性を低減することが可能だ。それを既にフォードの工場作業員が使っているのも、何ら不思議ではない。

さらに 2019 年には一部の会社でテストが行われた、建設技術のスタートアップ企業SolePowerの製品のようなスマートワークブーツも存在している。組み込みセンサーと通信技術によって関連ロケーションのトラッキングや関係者の把握を実現し、ブーツ内のRFIDタグによってフィールドサービスや機器チェックのタスク完了も自動的に確認できる。

2. 現場で超高速接続を実現する5Gネットワーク

2020年に世界中で導入が始まる5Gネットワークは、従来は存在しなかった方法で建設効率へ影響を与えることになる。より高速で信頼性の高い接続によって、AIとBIMを活用した施工設計の効率が、さらに向上。この5Gネットワークによって、建設プロジェクトに関わる全ての人が単一の設計プラットフォーム上で、より迅速に進行中の全プロジェクトの情報へアクセス可能となる。

5Gは、遠隔操作 (主にリモートコントロール) とリアルタイム・ビデオフィードバックの通信も改善する。これは効率の向上と安全な操作には不可欠なものだ。さらに信号の認識、入力の受信、座標や指示のマッピングを行い、瞬時の決断と通信の共有によって、遠隔リモート機器とロボット工学のさらなる発展が可能となる。

3. 建設業界による二酸化炭素排出量の管理と最小化

炭素排出量の監視と測定に使用されるツールは、建設の未来が有望であることを示すものだ。例えばスウェーデンを本拠地とするSkanska USAは、建材に内包された炭素排出量を計算するオープンソースツールである同社のEC3 (Embodied Carbon in Construction Calculator) を使うことで、プロジェクトの炭素排出量を最大30％削減している。協力会社と設計者は、このSkanskaのツールを使って一般的な建材のデータを調べ、プロジェクト全体のカーボンフットプリントを把握できる。データの透明性も提供され、プロジェクトを開始する前に、その二酸化炭素排出量を削減可能だ。

二酸化炭素排出量の削減をさらに進めるため、XPRIZE Foundationは、発電所による二酸化炭素の建材への変換を支援する技術革新へ約22億円の賞金を提供するコンテストを開催している。

4. サーキュラー建設で何度も繰り返す再利用

サーキュラーエコノミー (循環経済) は無駄をなくし、資源の継続的な利用の促進を目指す経済システムだ。現在の建設では420億tの資材が消費され、10-20億t (世界全体の1/3) が埋立地に送られている。このセクターは、今後強化されるべきだ。

デンマークの慈善団体Realdaniaは、方程式から無駄を取り除き、同時に貴重なリソースを生み出すための解決策を見つけるべく、サーキュラー建設チャレンジを立ち上げた。有機廃棄物と真菌の胞子で成長できる建材の開発や、前世代の建物の高品質廃棄物 (例えば粘土のパンタイルや木製の垂木) を再利用した次世代のための小屋の建築などのアイデアが賞を獲得している。

PlasticRoadは使用済みのプラスチック廃棄物を使用し、プラスチックから持続可能な道路を構築している。世界初の設置場所はオランダのズボーレにある約30mの自転車用道路で、データ収集用のセンサー (今後の開発に活用予定) と独自の雨水管理システムを備えている。

プラスチックを建築材料にアップサイクルする例として、イスラエルの新興企業UBQのテクノロジーも挙げられる。これはゴミを分別、粉砕、切断、細断、洗浄、加熱して、トレイや梱包箱などの日常品に加工できるペレットにするものだ。

5. 機械学習とAIの台頭

機械学習とAIは、協力会社がデータを活用し、これまでには存在しなかった方法でより良い決定を下すのを支援する。過去の生産性とパフォーマンスのデータが利用できるとしても、それを計画の支援のために掘り下げるのは複雑な作業だ。

現在はAIを活用し、情報に基づいて作業の期間や順序、コストの提案を行うことで、スケジューリングを支援できる。例えばTradeTappとConstruction IQはAIを活用して、ゼネコンに協力会社の資格や分析、リスク低減のカスタム推奨事項を提供している。

6. プレファブリケーションとモジュラー建設が郊外へ進出

プレファブリケーションによる住宅は、従来の住宅より遥かに低価格で購入できるため、特にベイエリアなど非常に高価な地域で大きな波を生み出している。また従来の住宅より>耐久性が高く、建設に要する時間が短いことも証明されている。

カリフォルニア州サンノゼ市は最近になって、一戸建てのロットに建てられた二次住宅ユニットである付属住宅ユニット (ADU) の建設許可を、より簡単かつ魅力的に取得できる新たな短期プログラムを発表。オランダに触発され、市が承認した最初のADUは、カリフォルニア州レッドウッドシティを拠点とするAbduによるものだ。

ADUは、被災地の重要なニーズを満たすためにも使用されている。Plant PrefabによるSunset BUD LivingHomeは、カリフォルニア州マリブの火災被害者の一時的な生活所として設計されたADUだ。工場で建設することで、現場での建設より迅速で費用効率が高く、信頼性も高いものになっている。

7. コネクテッドコンストラクションとブロックチェーンではデータが最重要

コネクテッドコンストラクションは、現場や機械、労働者の建設エコシステムの中心にデータがあるべきだという考えに基づくものだ。ベーシックなコンセプトにも思えるが、建設ではさまざまな段階でさまざまなプラットフォームが使されているため、建築家からエンジニアや協力会社、所有者へとハンドオフされる際にデータ、特に建物の運用情報が失われることも多い。

ブロックチェーンは、膨大な数の多様なトランザクションの記録、有効化、保護を行う能力を持っている。これは建設における最も破壊的なテクノロジーのひとつであり、それに触れる全ての人に責任を負わせるものだ。また地理情報システム (GIS) は、建設計画プロセスの全般で計画立案者、設計者、エンジニアが常に考慮すべき、極めて重要な地理データを提供する。ブロックチェーンとGIS、コネクトされた建設ワークフローによって、そのデータをより確実に保持することが可能だ。