Aus einem Grundriss ein Gebäudemodell zu erstellen, kann viel Zeichenarbeit bedeuten. Abhängig davon, um welche Art von Haus es sich handelt und wie groß dieses ist, werden dafür schon mal Stunden benötigt. Da wäre es doch schön, wenn man diesen Job an jemanden auslagern könnte.
Diesen Gedanken hatten auch die Verantwortlichen bei Hottgenroth – mit dem Ergebnis, dass eine KI nun diese Aufgabe erledigt. Heißt konkret: Die Firma hat eine Software unter dem Namen Hott-KI entwickelt, die aus einem bestehenden Grundrissbild innerhalb von ein paar Sekunden ein 3D-Gebäudemodell erstellt. Dabei erkennt sie Innen- und Außenwände, Fenster und Türen – inklusive deren Öffnungsrichtung.
Die Software ist in Hottgenroths CAD-Anwendung Hott-CAD integriert, die speziell für technische Gebäudeberechnungen entwickelt wurde. Dort kann das durch die KI generierte Gebäudemodell dann weiterbearbeitet werden. Die automatisierte Datenerfassung per KI lege den Grundstein für alle weiteren Schritte im Planungs- und Beratungsprozess, sagt Björn Wolf, Chief Operating Officer.
Schätzung: 50 bis 70 Prozent Zeitersparnis
Dabei spart die Software den Anwendern vor allem Zeit. Insgesamt ließen sich nachfolgende Planungs- und Berechnungsphasen wie etwa Energieeffizienzanalysen signifikant beschleunigen, heißt es in einer Pressemeldung von Hottgenroth. In dieser wird eine Zeitersparnis von 50 bis 70 Prozent genannt, die durch Hott-KI möglich sei. Wobei es sich bei diesen Zahlen um eine Schätzung handelt und nicht um Ergebnisse, die etwa in einem konkreten Projekt ermittelt wurden.
Unabhängig davon bedeutet die Möglichkeit, mit wenigen Mausklicks ein 3D-Gebäudemodell zu erstellen, zweifellos eine Erleichterung für Energieberater, TGA-Planer, Handwerker und allen anderer Fachleute, die mit solchen Tätigkeiten zu tun haben. Und dies sei nur mit künstlicher Intelligenz möglich, meint Heinrich Fröml, der den Bereich Data Science & KI leitet. Denn mit herkömmlichen Algorithmen lasse sich eine solche Automatisierung nicht umsetzen. „Grundrisse können sehr unterschiedlich aussehen – vor allem bei Bestandsgebäuden. Da gibt es eine große Bandbreite: von der CAD-Zeichnung bis zu Plänen auf vergilbtem Papier, die schräg eingescannt wurden.“
Daten werden in der Cloud verarbeitet
Um die KI-Funktion nutzen zu können, benötigt der Anwender ein Bild des Grundrisses in digitaler Form – zum Beispiel als PDF- oder JPG-Datei. Weitere Voraussetzung ist eine Lizenz für das Programm Hott-CAD. Mit der aktuellen Version der Software wird der Zugang zu Hott-KI mitgeliefert. Außerdem benötigt man einen Internetzugang. Denn genau genommen ist Hott-KI ein Internetservice. Das heißt, die Software wird nicht auf dem Rechner des Nutzers installiert, sondern die Verarbeitung der Daten durch die KI findet in der Cloud von Hottgenroth statt. Dies ist Standard bei solchen Anwendungen, denn künstliche Intelligenz benötigt viel Rechenpower und diese ist auf den Großrechnern in der Datenwolke vorhanden.
Was sich hinter dem Begriff KI verbirgt, ist ein künstliches neuronales Netz. Damit dieses in der Lage ist, Gebäudemodelle innerhalb kürzester Zeit zu generieren, musste es trainiert werden. Die Entwickler fütterten das System dafür mit Daten aus mehr als 20.000 realen Projekten.
Langjährige Kunden hätten diese freundlicherweise zur Verfügung gestellt, berichtet Fröml. Das bedeutet, Hott-KI lernte mithilfe von konkreten Grundrissen und den 3D-Gebäudemodellen, die daraus entstanden sind. „Es ist natürlich sehr nützlich, wenn das System an realen Daten trainiert und dabei ein großes Spektrum an verschiedenen Bestandsplänen abgedeckt wird“, erklärt Fröml. „Man benötigt immer eine möglichst breite Datenbasis, damit eine KI das Erlernte verallgemeinern und dann auf neue Fallbeispiele anwenden kann.“ Dank dieses Trainings könne die Software nun die verschiedenen Bauelemente mit einer hohen Genauigkeit erkennen, heißt in der Pressemeldung.
Das Training geht weiter
Doch das Training ist kein abgeschlossener Prozess. Laut Fröml kommen kontinuierlich neue Daten hinzu, mit deren Hilfe die Fähigkeiten von Hott-KI ausgebaut werden. So kann das System im Laufe der Zeit zunehmend genauere Ergebnisse liefern. Dabei wäre es sicher auch hilfreich, die Daten der Nutzer zu verwenden, die bereits jetzt mit dem KI-Service arbeiten. Doch diese Möglichkeit nutzt Hottgenroth derzeit nicht - auch wenn die Erfahrung gezeigt habe, dass Kunden gerne ihre Daten teilen, wenn sich dadurch ein Programm noch weiter verbessern lasse, so Fröml.
Grundsätzlich sei so etwas für die Zukunft auch denkbar, sagt der KI-Experte. Doch eine entsprechende Datennutzung müsse natürlich transparent sein und könne nur mit Zustimmung der Kunden erfolgen. Wobei die Daten, die Hott-KI benötigt, aus Sicht von Fröml relativ unbedenklich sind. Man brauche schließlich nur technische Daten für das Training. Personenbezogene Informationen seien irrelevant und würden sogar eher stören.
Das beste Training bewahrt aber eine KI nicht davor, auch mal falsch zu liegen. Das gilt auch für die Software von Hottgenroth. „Die erste Version des Gebäudemodells, die automatisiert erstellt wird, ist in der Regel nicht fehlerfrei“, sagt Fröml. „Fehler gehören beim Thema KI einfach mit dazu.“ Dabei verweist er wieder auf die Fülle von Grundrissen in unterschiedlicher Qualität – sowie auch auf die große Varianz an Gebäuden, die hunderte von Bauelementen enthalten können und das KI-System herausfordern. Die erste Aufgabe des Anwenders, nachdem Hott-KI ein 3D-Modell erzeugt hat, sei es daher, mögliche Fehler zu korrigieren oder Informationen nachzutragen, die von dem System nicht erkannt wurden. Danach kann das Gebäudemodell dann für die verschiedenen Anwendungsfälle genutzt werden.
Auch der Laserscanner könnte künftig KI nutzen
Grundsätzlich sieht Fröml aber noch viele weitere Möglichkeiten für die Nutzung von künstlicher Intelligenz. Die ergeben sich etwa beim Laserscanner Hott-Scan. Mit diesem lässt sich ein Gebäude Raum für Raum digital erfassen, wenn etwa kein Grundriss vorhanden ist. Die so gewonnenen Daten können dann ebenfalls genutzt werden, um ein Gebäudemodell zu generieren. Laut Fröml arbeitet man gerade daran, die Übertragung der Daten vom Scanner in das CAD-Programm mithilfe von KI zu vereinfachen. Wie dies konkret aussieht, dazu wird es wahrscheinlich im kommenden Jahr Neuigkeiten von Hottgenroth geben.
Das Unternehmen beschäftigt sich aber auch darüber hinaus mit KI. „Sie kann uns etwa helfen, weitere Datenquellen zu erschließen – wie zum Beispiel Textdokumente“, sagt Fröml. Außerdem sind auch so genannte Sprachmodelle, wie sie von Systemen wie ChatGPT bekannt sind, ein Thema. Die Firmen-
entwickler prüfen, wie diese für spezielle Anwendungen genutzt werden können. „Generell glaube ich, dass künstliche Intelligenz immer mehr zur Normalität und in viele verschiedene Funktionen integriert werden wird“, sagt Fröml.
Bild: Hottgenroth
KI-Serie
Dieser Beitrag ist Teil einer Artikelserie, welche die vielfältigen Möglichkeiten von künstlicher Intelligenz im Berufsfeld Energieberatung darstellt.
