Lo sviluppo dell’IA agentica e dei World model nella direzione tecnica del cantiere e dei lavori

Il settore della costruzione e dell’immobiliare, forse buon ultimo, sta, anche in Italia, ora subendo una forte fascinazione per l’acronimo AI o IA, Artificial Intelligence o Intelligenza Artificiale (…) 

che in sé racchiude molte declinazioni, ma che è identificato solitamente con i Large Language Model (LLM) che, tuttavia, sono oggi oggetto di analisi che ne dimostrano una forte limitazione costitutiva, richiedendo soluzioni innovative, ancorché per ora sperimentali, dalla IA Agentica ai World Model, sullo sfondo di una competizione che, oltre a dipendere dalla disponibilità di grandi moli di dati (testuali, visivi, ecc.), richiede capacità computazionali la cui sostenibilità ambientale, dal punto di vista energetico, sta divenendo ormai troppo onerosa.

Bisognerebbe, per inciso, domandarsi che senso abbia la proliferazione ormai indiscriminata dei data center e il ritorno sull’investimento a medio termine che essi garantiranno, oltre ai criteri operativi per la loro eventuale successiva dismissione.

Sostanzialmente, vi è, infatti, una forte corrente di pensiero che non intravede l’utilità di investimenti sui LLM.

Come si dirà, allo stesso tempo, la sfida che si preannuncia prevede che gli algoritmi e le macchine abbiano la capacità di comprendere esperienzialmente il mondo fisico, a partire dall’analisi avanzata e selettiva delle immagini e dai sensori, sappiano prevederlo e agirlo in maniera quasi autonoma e, comunque, in forte interazione con gli esseri umani: una scommessa che è densa di incognite e di minacce, di là delle potenzialità da molti evidenziate.

Se, dunque, da un lato, si introdurrebbero nei processi decisionali logiche aliene, altre da quelle umane, da un altro canto, sarebbe necessario che gli esseri umani avessero competenze sufficienti a instaurare una dialettica proficua con tali razionalità.

Si dovrebbe, dunque, prevedere, innanzitutto, specifici profili professionali, per poi diffondere tali attitudini nelle organizzazioni e generalizzarle.

Tale entusiasmo, assai problematico se non reso contestuale, potrebbe a breve essere riflesso nella digitalizzazione per la gestione del cantiere.

L’argomento potrebbe, in futuro, essere instaurato all’interno della produzione cantieristica per quanto attiene agli interventi concernenti edifici, infrastrutture e reti.

È possibile definire un cantiere, che sia edile o infrastrutturale, come un insieme di luoghi fisici connessi, ovvero di culture tecniche e gestionali, di relazioni contrattuali, di risorse eterogenee, e così via.

Ovviamente, allo stato attuale, del cantiere di percepisce prevalentemente la dimensione concreta, della fisicità della produzione, certamente meccanizzata, ma non certo, tranne rari casi, automatizzata, nonché l’assenza, ad esempio, di apparati sensorisitici, di automi e di veicoli a guida autonoma, nonché di dispositivi indossabili.

Al contempo, però, il cantiere è generatore di pratiche amministrative non banali, introducendo una sorta di influente dimensione non fisica, anche se non cyber fisica.

Il cantiere è, perciò, una entità multidimensionale, in cui coesistono aspetti tangibili e componenti immateriali.

L’immagine che esso restituisce è, comunque, quella di entità complessa, soggetta a forti incertezze e a evoluzioni repentine, di una entità che, dal punto di vista della digitalizzazione, richiederebbe un ecosistema che ne integri gli elementi.

In queste sintetiche note ci si interroga, comunque, sulla possibilità che, in un orizzonte temporale futuro, a procedure decisionali semi automatiche subentrino forme addirittura di semi autonomia, implicando uno scarso intervento umano, ma, proprio per questo, caratterizzato da forte qualificazione.

In ogni modo, si sta assistendo alla transizione da strumenti in grado di produrre risultati circoscritti (anzitutto, a livello documentale), come i tradizionali LLM, a dispositivi capaci di assumere autonomamente decisioni nei processi.

Del resto, una cifra del fenomeno della digitalizzazione è quella dell’integrazione, più o meno coatta, in un ambito specifico.

Che si tratti di tradizionali dispositivi digitali (dal Building Information Modelling al Digital Twinning) o di soluzioni di Classic Artificial Intelligence, nella realtà più avanzata si può osservare una forte frammentarietà e singolarità degli strumenti di IA posti in atto nel settore della costruzione e dell’immobiliare.

È palese, in effetti, come, se da un lato, per specifiche funzionalità sia opportuno ricorrere a Modelli Linguistici che dimostrino specifiche propensioni, da un altro, anche nell’ambito più convenzionale, tali soluzioni di IA debbano essere coordinate.

Occorre, perciò, traguardando il futuro, domandarsi quali ipotesi si possano formulare per introdurre in esso forme di «Intelligenza» più sofisticate e quali incognite tale quadro possa riservare, tanto più che la popolarità di cui gode la Generative Artificial Intelligence non sembra corrispondere alle esigenze di regia in termini di analisi e di predizione di fenomeni complessi, come gli accadimenti cantieristici.

La prospettiva, arricchita dai progressi dei singoli Agenti di IA (successori dell’Intelligenza Artificiale Generativa) e, soprattutto, dell’Intelligenza Artificiale Agentica, è quella, sul medio termine di semi automatizzare e di semi autonomizzare i processi decisionali, grazie a una consapevolezza del contesto e a un apprendimento continuo ai fini della predizione: e della sorveglianza.

L’IA Agentica fa sì che una pluralità di entità intelligenti specializzati cooperino al fine di conseguire determinati obiettivi per il tramite di una comunicazione strutturata, di una memoria condivisa e permanente e dell’attribuzione dinamica dei ruoli.

Dal punto di vista dell’appaltatore, si può forse immaginare che diversi Agenti di IA, di fatto autonomamente dall’essere umano, collaborino per analizzare le specifiche tecniche del capitolato speciale, valutare in tempo reale le dinamiche dei prezzi delle merceologie, gestire un interpello dei fornitori, valutare le loro offerte, selezionare il contraente, redigere un ordine di acquisto, monitorare la produzione, la giacenza, la spedizione, controllare la consegna rispetto al Documento di Trasporto e aggiornare il programma dei lavori predittivamente.

Da quello della stazione appaltante gli Agenti di IA potrebbero cooperare per esaminare il Documento di Prestazione e di Conformità del prodotto, eseguire e registrare una serie di controlli in accettazione quantitativi e qualitativi, analizzare lo stato di avanzamento di una lavorazione, valutarne la conformità, misurarne le quantità prodotte, predisporre uno stato di avanzamento contabile, anticipare successive evoluzioni dinamiche dei lavori.

Nel momento in cui la domanda, pubblica e privata, e l’offerta, specie quella imprenditoriale, stentano a generalizzare la cosiddetta Modellazione Informativa 4D BIM e 5D BIM, può sembrare strano interrogarsi sul futuro dell’adozione delle soluzioni di Artificial Intelligence, in particolare di quelle che oltrepassano i Large Language Model e i Large Image Model (LIM).

In altre parole, laddove per una stazione appaltante ci si prefigga di utilizzare questi strumenti per predisporre la documentazione per una procedura competitiva e per un candidato l’obiettivo sia migliorare i contenuti dell’offerta, le presenti considerazioni possono apparire siderali.

Tra l’altro, la principale criticità che concerne la Modellazione Informativa 4D BIM è data dal fatto che essa si occupa di visualizzare, specificamente, la sequenza di realizzazione degli oggetti prodotti nel cantiere edile o infrastrutturale, ma non dei processi produttivi relativi.

Qualche tentativo, invero, è stato compiuto ibridando la gamification e la realtà immersiva con gli strumenti dedicati alla Modellazione Informativa.

Si ricorda che, peraltro, a livello della Modellazione Informativa che riguarda la progettazione, stanno emergendo sperimentalmente Multimodal Large Language Model in grado di permettere a un soggetto non specializzato di interagire con i dispositivi di produzione dei modelli informativi.

Fondamentalmente, le software house stanno introducendo progressivamente forme di assistenza basate su singoli Agenti di AI per eseguire operazioni, la cui efficacia dipende, tuttavia, dalla qualità dei prompt a cui si intende ricorrere per l’interazione: ad esempio, di selezione di oggetti all’interno dei modelli informativi.

La soglia significativa di interesse, peraltro già raggiunta a livello sperimentale, riguarda la cosiddetta democratizzazione della Modellazione Informativa, costituita dalla possibilità di interagire in modo testuale o verbale con gli strumenti di produzione dei modelli informativi da parte di soggetti competenti nella disciplina ma non, ad esempio, nella progettazione costruttiva supportata dalla Modellazione Informativa, tema di interesse peculiare dell’appaltatore nel cantiere.

Si potrebbe esemplificativamente, ipotizzare che una orchestrazione di Agenti di IA possa semi autonomamente analizzare, per conto dell’impresa appaltatrice, i modelli informativi (e, in verità, tutti i contenitori informativi) relativi alla progettazione esecutiva, decostruirli e riconfigurarli sulla base delle logiche specifiche dell’impresa stessa e della commessa.

Ovviamente, ciò comporta il fatto che sia possibile ridurre gli eventuali organici presenti internamente nella struttura tecnica dell’impresa appaltatrice, ovvero di evitare di ricorrere, come spesso accade, a forme di esternalizzazione dei servizi di Modellazione Informativa,ma, soprattutto, di adattare le originarie logiche del ceto professionale, autore del progetto esecutivo, agli apparati mentali degli esecutori dei lavori.

Analogamente, per la stazione appaltante, forme di Modellazione Informativa Assistita permetterebbero di modificare le attività di verifica del progetto (sino a quello esecutivo) ai fini della validazione.

Chiaramente, se si guardasse a una soluzione di IA Agentica, la verifica del progetto esecutivo, da parte della stazione appaltante, o del progetto costruttivo, a opera del Direttore dei Lavori, nei termini dei Linked Data, farebbe sì che diversi Agenti operassero su tutti i contenuti e su tutti i contenitori informativi, alla luce di ciò che le soluzioni comprendono tempestivamente all’interno delle dinamiche del cantiere e della commessa, cercando di predire gli ulteriori sviluppi e le relative criticità.

Gli Agenti AI si differenziano, infatti, dai Modelli Linguistici di Grandi Dimensioni per la loro capacità di inizializzazione strutturata, di autonomia delimitata, di orientamento ai compiti, di reattività.

Ciò, pertanto, deve fare riflettere, per quanto riguarda la Direzione Tecnica del Cantiere, sotto il punto di vista dell’appaltatore, e della direzione dei lavori, sul versante della stazione appaltante, è l’apparizione delle soluzioni di Agentic AI (ovvero sia IA Agentica) e dei World Model e della Advanced Machine Intelligence, oltrepassante la IA Generativa, con la finalità di rendere le soluzioni di Intelligenza Artificiale sempre più autonome e dotate di capacità di ragionamento.

È, questo, un tema che si differenzia concettualmente, ma non sostanzialmene, dalla Intelligenza Artificiale Generale o dalla Super Intelligenza Artificiale, che desta notevoli inquietudini, ma che non può essere trascurata.

Ovviamente, è probabile che le applicazioni improntate in questa direzione abbiano attuazione, anzitutto, nei contesti manifatturieri, ampiamente automatizzati e robotizzati, ma, ciononostante, l’argomento dovrebbe anticipatamente essere affrontato nel settore dell’ambiente costruito, perché la sua portata sarebbe di estremo rilievo e, comunque, suggerisce di non guardare alle applicazioni attualmente disponibili con superficialità e con disinvoltura.

L’autore di queste note è, peraltro, in questo momento, impegnato a indagare le modalità di adozione della digitalizzazione convenzionale nella esecuzione dei lavori attraverso casi sperimentali, nei termini previsti dal Codice dei Contratti Pubblici, ma occorre sin da subito immaginare gli scenari poc’anzi accennati.

Si ricorda che le nuove soluzioni di Intelligenza Artificiale, anziché detenere le conoscenze attinte dall’universo testuale o visivo, per così dire letterario, acquisiscono esperienze dirette del mondo, colle conseguenze immaginabili.

Nel caso specifico, si può definire l’Agentic AI come un sistema (distribuito?) capace di stabilire obiettivi e di eseguire compiti allo scopo raggiungere finalità predefinite, utilizzando diverse implementazioni all’interno dell’ambiente costruito e orchestrazioni di Agenti.

Naturalmente, sussiste una stretta relazione tra Agenti di IA e Modelli Linguistici di Grandi Dimensioni o, meglio, di Piccole Dimensioni, in logiche distribuite associate ad altri algoritmi, che contribuiscano in maniera meno passiva e reattiva.

Analogamente, i World Model sono reti neurali in grado di comprendere le dinamiche del mondo reale e di agire per modificarle, anzitutto in termini visuali.

L’IA Agentica è stata già in modo sperimentale sviluppata negli ambiti della modellazione informativa, delle simulazioni inerenti alle prestazioni degli edifici, del Building Management System, dei gemelli digitali, dell’urbanistica.

L’esecuzione dei lavori avviene, tuttavia, effettivamente in un contesto complesso, variabile e aleatorio, in cui a oggi non sussistono, almeno in Italia e in Europa (discorso diverso probabilmente varrebbe per il Far East), automi o robot o altri dispositivi idonei.

Di conseguenza, occorrerebbe capire in che termini soluzioni avanzate possano gestire percezione, programmazione e ragionamento: solo attraverso testi o immagini?

Per certo, nel prossimo futuro, come detto, prompt testuali e altre forme di interazione permetteranno all’utente di generare direttamente modelli informativi, ma, appunto, le dinamiche evolutive della produzione nel cantiere, pur potendo essere supportate da questi modelli informativi, anche tramite dispositivi indossabili (come occhiali per realtà aumentata e per altre funzionalità), necessiterebbero che il luogo produttivo fosse dotato di altri apparati sensoristici e di automi che permettano al World Model di conoscere in tempo reale e con cognizione di causa ciò che accade, o meglio, di prevenirlo e di gestirlo.

Le forme classiche di Intelligenza Artificiale non paiono, appunto, a detta degli esperti, infatti, in grado di operare in tal senso.

Se ci riferiamo alla gestione di contratti pubblici, l’ufficio di direzione dei lavori deve attualmente pianificare, svolgere e registrate una serie di attività che, nella versione della digitalizzazione, prevedono la presenza nella compagine del Coordinatore dei Flussi Informativi a sostegno delle decisioni prese dal Direttore dei Lavori.

Di conseguenza, in futuro, si potrebbe immaginare che questo profilo professionale sia accompagnato ovvero sia sostituito da una soluzione di Agentic AI, in grado di interagire con gli attori coinvolti nella commessa e nel cantiere.

Del resto, esempi di AI BIM Coordinator sono già presenti nella letteratura scientifica.

Questa considerazione implica che non si tratti solo di generare documenti oppure di configurare dati strutturati, bensì di giungere dalla sfera del dato e dell’informazione al livello della conoscenza e del sapere.

Nel momento in cui la soluzione di IA Agentica dovesse influenzare profondamente le valutazioni del Direttore dei Lavori in termini di progettazione costruttiva, di controllo della quantità e della qualità, di contabilizzazione, di avanzamento dei lavori, di accertamento della regolarità dei lavoratori, le implicazioni giuridiche e contrattuali andrebbero chiarite opportunamente.

Parimenti, il Direttore Tecnico di Cantiere si occupa delle stesse tematiche da un punto di vista potenzialmente antagonistico, sulla stessa progettazione costruttiva, sullo staffing di commessa, sul ciclo di interpello e di selezione dei fornitori e dei subappaltatori, sulla pianificazione, programmazione, monitoraggio e controllo dei lavori, sui controlli quantitativi e qualitativi, sulla contabilizzazione interna dei lavori, e così via.

Lo stesso ragionamento varrebbe anche per il Coordinatore della Sicurezza in Fase di Esecuzione e per il suo corrispondente sul versante dell’appaltatore.

Una IA Agentica per la direzione dei lavori e/o per la direzione tecnica del cantiere, dotata di una architettura cognitiva adeguata, potrebbe, pertanto, operare con una forte autonomia nell’ambito delle relazioni contrattuali tra i soggetti coinvolti.

Ci si riferisce, ovviamente, alle forme di Agentic AI in cui operino in modo orchestrato più Agenti.

Di fatto, i riferimenti all’Agentic AI o ai World Model comportano la prospettiva, nel cantiere, di comprendere e di governare accadimenti fisici legati alle lavorazioni, ma anche azioni inerenti a logiche contrattuali.

Queste soluzioni, infatti, potrebbero avere capacità cognitive fondate anche sull’analisi dei comportamenti pregressi delle organizzazioni e sulle attitudini degli individui coinvolti.

Sarebbe questo un cantiere con una forte interazione tra esseri umani e algoritmi oppure un luogo disumanizzato?

Resta, in conclusione, il fatto che la ricerca più avanzata in materia di Intelligenza Artificiale, o almeno una parte di essa, si stia ormai disinteressando dei Modelli Linguistici di Grandi Dimensioni (ad esempio, tramite la Image Joint Embedding Predictive Architecture o I-JEPA), a causa delle limitazioni strutturali dei Modelli Linguistici LLM e LIM sull’interpretazione delle immagini e dei video, per rivolgersi alla determinazione di macchine capaci di comprendere il mondo fisico, di detenere una memoria permanente, di pianificare e di ragionare: nel nostro caso, le dinamiche produttive di un cantiere.

In ogni caso, le ambizioni legate ai grandi investimenti sui Modelli Linguistici di Grandi Dimensioni, giustificati o fallimentari che si rivelino, stanno anch’esse nell’incremento della intelligenza della macchina.

La sfida, di fatto, risiede nella capacità di interpretazione e di spiegazione causale da parte delle macchine, conseguibile probabilmente attraverso ibridazioni tra approcci.

Se, da un lato, l’inverno demografico e la criticità dei flussi migratori potrebbero imporre in futuro certe eventualità sul versante del lavoro maggiormente manuale, non solo in termini di Off Site Construction, pure dal punto di vista del lavoro più intellettuale, la produzione dei dati nella concezione, oggi affidata a tecnici esperti negli strumenti di Modellazione Informativa, potrebbe in tempi non remoti essere, con differenti gradi di autonomia dal professionista del dominio disciplinare, appannaggio delle macchine, per poi, appunto oltrepassare la mera esecutività e reattività.

La prospettiva finale sarebbe, perciò, di sostituire pressoché interamente sia il Direttore dei Lavori sia il Direttore Tecnico di Cantiere.

Benché queste riflessioni appaiano futuribili, esse non devono, tuttavia, apparire meno preoccupanti.

Dall’entusiasmo mostrato da committenti e da imprenditori, oltreché da professionisti per Modelli Linguistici di Grandi Dimensioni a supporto della redazione di relazioni, di bandi e di offerte si passerebbe a ben altro.

Sarebbe, allora, tempo di pre-occuparsi tempestivamente di ciò che comporti l’intento di mettere a punto soluzioni tecnologiche che abbiano capacità elevate di comprensione del vissuto (non solo come accadimenti fisici, ma pure come logiche umane) tali da poter fare a meno, in parte o in tutto, delle professionalità umane.

Certo, laddove si inizi a digitalizzare le attività nel cantiere si gettano le premesse per fornire a tali soluzioni tecnologiche gli elementi conoscitivi indiretti, da integrare le acquisizioni che esse potranno effettuare direttamente in seguito.

Sarebbe il caso si sposare acriticamente l’uso elementare di LLM e di LIM, oppure di cominciare a sviluppare un pensiero critico, oltre l’hype e le miriadi di consulenze circoscritte sulle loro funzionalità «miracolistiche» che il mercato offre indiscriminatamente sfruttando il prefisso AI?