Tesis:
Provision of a Blockchain-Based Inspection Framework for Managing Building Information Modeling (Case Study: MARS Buildings) = Provisión de un marco de inspección basado en blockchain para la gestión de modelado de información de construcción (Estudio de caso: Edificios en Marte)
- Autor: JAVAHERIKHAH, Amirhossein
- Título: Provision of a Blockchain-Based Inspection Framework for Managing Building Information Modeling (Case Study: MARS Buildings) = Provisión de un marco de inspección basado en blockchain para la gestión de modelado de información de construcción (Estudio de caso: Edificios en Marte)
- Fecha: 2024
- Materia:
- Escuela: E.T.S. DE EDIFICACIÓN
- Departamentos: TECNOLOGIA DE LA EDIFICACION
- Acceso electrónico: https://oa.upm.es/88446/
- Director/a 1º: VALIENTE LÓPEZ, Mercedes
- Resumen: Space researchers are exploring Mars as a potential destination for independent human life due to climate change and environmental degradation. Providing solutions for Martian buildings using local materials and advanced technologies is a pressing challenge. NASA is one of the organizations that seriously devotes itself to Mars exploration and research. The main goal of this research is to provide a Blockchain-based framework for the information management of Martian buildings.
Recent library research and previous studies have identified eleven main criteria. These criteria include meteor shields, building facilities, windows (weather changes), air pressure, temperature, oxygen, carbon dioxide, humidity, and light. We evaluate these criteria alongside Smart Contracts, excluding them from the BIM criteria.
To extract and determine the final criteria of construction information management, these eleven criteria are provided to the experts and then determined using the Delphi phase questionnaire. The questionnaire's results led to the selection of six final criteria, which serve as the primary criteria for the study. These criteria include walls, roofs, building facilities, air exchange, temperature, and ambient oxygen.
For these six criteria, eight transactions have been identified, the first two of which are related to concluding a contract and storing it in the Blockchain, and the other six are related to receiving data from sensors to manage the data of Martian buildings.
In our research, Martian buildings need a security and protection shield to process information. Blockchain is a general tool due to its ability to process information accurately and without manipulation, a feature that has yet to be considered in studies on Martian buildings.
The proposed framework for this research is focus on the different levels of health of Martian buildings and their relationship with sensor data and Smart Contracts on the Blockchain. This framework uses four different levels to assess and manage buildings' condition.
The first level, or "normal level," represents the health of the building. At this level, the building is generally considered healthy, with no unusual signs of deterioration.
The second level, or "emergency level 1," is activated when a problem is detected in the building's installations. At this stage, the rescue robots identify problems using their sensors and data and try to fix them.
The third level, or "Emergency Level 2," is activated when oxygen levels and ambient temperature have dropped dangerously low. In this case, people's lives are at risk, and rescue robots must react faster to save people.
The fourth level, or "Emergency Level 3," is activated when the health of structures such as walls and roofs is compromised. The structures undergo inspection at this stage and may require repairs or reinforcements.
This framework collects information using sensors and their data and stores it on the Blockchain through a Smart Contract. The central server then compares this information with the data it has received. If there is a match, it activates at various alert levels, enabling the rescue robots to respond.
The research results show that the proposed framework has a favorable performance compared to the proposed method. This Method is focus on the structural differences between Martian and Earth environments, providing a foundation for further research and support. The findings could improve knowledge about space environments and technologies for extraterrestrial life, potentially enhancing fields like science, industry, and technology in the long term.
For extreme environments, such as Mars, this has important implications for improving living conditions on Earth. By applying the principles gleaned from these designs, we can develop better structures to handle the increasing frequency and intensity of extreme weather events on Earth.
RESUMEN
Los investigadores espaciales están explorando Marte como un destino potencial para la vida humana independiente, debido al cambio climático y a la degradación ambiental. La NASA es una de las organizaciones que se dedica seriamente a la exploración e investigación en Marte. El objetivo principal de esta investigación es desarrollar un marco basado en blockchain para la gestión de la información de los edificios en Marte.
En nuestra investigación hemos realizado en nuestros estado del arte studios previos, para identificar once criterios principales. Estos criterios abarcan escudos contra meteoritos, instalaciones del edificio, ventanas (para adaptarse a cambios climáticos), presión del aire, temperatura, oxígeno, dióxido de carbono, humedad y luz. Evaluamos estos criterios junto con los contratos inteligentes (Smart Contracts), excluyéndolos de los criterios BIM.
Para definir y seleccionar los criterios finales de gestión en la información de la construcción, se presentaron estos once criterios a expertos y luego se determinaron mediante el cuestionario de la fase Delphi. Los resultados del cuestionario condujeron a la selección de seis criterios finales, que sirven como criterios principales para el estudio. Estos seis criterios incluyen paredes, techos, instalaciones del edificio, intercambio de aire, temperatura y oxígeno ambiental.
Para estos seis criterios, se han identificado ocho transacciones: las dos primeras están relacionadas con la creación de un contrato y su almacenamiento en blockchain, y las otras seis están relacionadas con la recepción de datos de sensores para gestionar los datos de los edificios en Marte.
En esta investigación, los edificios en Marte requieren un sistema de seguridad y protección para procesar la información. Blockchain es una herramienta de gran alcance debido a su capacidad para procesar información de forma precisa y sin manipulación.
El marco propuesto para esta investigación se centra en los diferentes niveles de idoneidad de los edificios en Marte y su relación con los datos de sensores y los contratos inteligentes en blockchain. Este marco utiliza cuatro niveles diferentes para evaluar y gestionar el estado de los edificios.
El primer nivel, o "Nivel Normal", representa la idoneidad general del edificio. En este nivel, el edificio se considera generalmente saludable, sin signos inusuales de deterioro.
El segundo nivel, o Nivel de Emergencia 1, se activa cuando se detecta algún problema en las instalaciones del edificio. En esta etapa, los robots de rescate identifican problemas utilizando sus sensores y datos, e intentan solucionarlos.
El tercer nivel, o "Nivel de Emergencia 2", se activa cuando los niveles de oxígeno y la temperatura ambiente han descendido peligrosamente. En este caso, la vida de las personas está en peligro y los robots de rescate deben actuar con rapidez para salvar a los habitantes.
El cuarto nivel, o "Nivel de Emergencia 3", se activa cuando hay problemas en las estructuras como paredes y techos. Las estructuras se someten a inspección en esta etapa y pueden requerir reparaciones o refuerzos.
Este marco recopila información mediante sensores y almacena sus datos en blockchain a través de un contrato inteligente. Luego, el servidor central compara esta información con los datos previamente registrados. Si hay una coincidencia, se activan varios niveles de alerta, lo que permite que los robots de rescate respondan.
Los resultados de la investigación muestran que el marco propuesto tiene un desempeño favorable en comparación con otros métodos existentes.Este marco se centra en las diferencias estructurales entre los entornos marciano y terrestre, proporcionando una base para futuras investigaciones y soporte. Los hallazgos podrían conducir a un mejor conocimiento sobre los entornos espaciales y las tecnologías para la vida extraterrestre, mejorando potencialmente campos como la ciencia, la industria y la tecnología a largo plazo.