日本经济高速发展时期修建的桥梁和道路等社会基础设施已经老化，迎来了全面更新时期。金泽大学融合研究领域的藤生慎副教授使用人工智能（AI），开发出了基于图像数据测量桥梁损坏程度的系统。在社会少子化和老龄化日趋严峻的情况下，记者就该系统对高效维持基础设施有何帮助进行了采访。
——本次开发的技术有何特点？
“AI可以通过红外线摄像头拍摄的图像检测出桥梁裂缝和钢筋裸露等各种类型的损伤。例如，即使是砂浆浮起等乍看之下看不出损伤的部分，也可以通过内部形成的空腔比其他部分温度更高的温度差异来识别损坏的场所。”
“AI的研发始于2017年，契机为无人机搭载红外相机，成功拍摄到了桥梁的每一个角落。我们可以对桥梁进行3D 建模，标记出损坏部分，并以可视化的方式展示整体情况。”
——能否应用于其他社会基础设施？
“只要是由混凝土制成的就可以。也可以应用相同的原理来检测公寓等建筑物墙面上的瓷砖有无松动浮起。但是在海里或水下，混凝土被海藻或贝类覆盖看不见的情况下不能使用。”
“我们还在尝试通过检查下水道时获得的内部图像和其他数据来推断水管的老化程度。例如，与居民区相比，排放大量油脂和洗涤剂的餐馆密集地区的下水道受损更加严重。如果能事先预测劣化地点，就能防止道路塌陷。”
——会对社会产生怎样的影响？
“社会基础设施的维护成本存在三个不足，即财源、人才和技术能力。以现有的检查方式维护庞大的基础设施几乎是不可能的。据估算，若对下水道进行全面检查，仅全部检查一遍就需要70年。”
“桥梁也在不断老化。被迫废弃的桥梁有坍塌的危险，如果不得不绕道而行的话，还会影响交通便利。所以从效率的角度来看，使用AI是非常有效率的。”
——对未来有何种展望？
“将设计图纸三维化的BIM（Building Information Modeling，建筑信息建模）使我们能够详细了解钢筋的位置和管道的类型。再配合AI的话，不仅可以根据从混凝土表面获得的信息进行推测，还可以根据生锈、漏水等内部的具体因素做出判断。”
“随着日本政府推进的全国3D城市数据建设项目‘PLATEAU’的实施，再引入BIM的话，将可以在元宇宙中进行检测。在此基础上结合图像数据，就可以用AI进行构图。虽然目前因为法律限制还无法实现，不去现场就可以进行检查的日子指日可待。”
做好取舍的准备
日本国土交通省在2022年的《国土交通白皮书》中将社会基础设施的老化情况描述为“严峻”。在约73万座的公路桥中，2020年度已有30%的桥梁超过了50年的历史。这个数字今后将继续快速增长，预计2030年将达到55%，2040年达到75%。隧道和港口设施也同样，到2040年将有半数以上将超过50年。
随着社会少子化和老龄化的加剧，有必要在中长期内持续评估社会需要的基础设施。尽管在无法维护的情况下只能拆除，由于缺乏财力和劳动力而削减必需的基础设施，则可能会给该地区的生活与工作带来不利影响。
日本国土交通省将继续与民营企业和有识之士讨论人工智能（AI）等新技术能否提高效率和降低成本等问题。人们对AI寄予厚望。在大规模更新的时代到来之前，准备工作必不可少。
日文：前田悠太、《日经产业新闻》、2023/4/24
中文：JST客观日本编辑部
