Artificial Intelligence in Vision-Based Structural Health Monitoring
Language: English
Published by Springer, Berlin, Springer Nature Switzerland, Springer, 2025
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Seller: BuchWeltWeit Ludwig Meier e.K., Bergisch Gladbach, GermanyBuchWeltWeit Ludwig Meier e.K.
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This item is printed on demand - it takes 3-4 days longer - Neuware -This book provides a comprehensive coverage of the state-of-the-art artificial intelligence (AI) technologies in vision-based structural health monitoring (SHM). In this data explosion epoch, AI-aided SHM and rapid damage assessment after natural hazards have become of great interest in civil and structural engineering, where using machine and deep learning in vision-based SHM brings new research direction. As researchers begin to apply these concepts to the structural engineering domain, especially in SHM, several critical scientific questions need to be addressed: (1) What can AI solve for the SHM problems (2) What are the relevant AI technologies (3) What is the effectiveness of the AI approaches in vision-based SHM (4) How to improve the adaptability of the AI approaches for practical projects (5) How to build a resilient AI-aided disaster prevention system making use of the vision-based SHM This book introduces and implements the state-of-the-art machine learning and deep learning technologies for vision-based SHM applications. Specifically, corresponding to the above-mentioned scientific questions, it consists of: (1) motivation, background & progress of AI-aided vision-based SHM, (2) fundamentals of machine learning & deep learning approaches, (3) basic AI applications in vision-based SHM, (4) advanced topics & approaches, and (5) resilient AI-aided applications. In the introduction, a brief coverage about the development progress of AI technologies in the vision-based area is presented. It gives the readers the motivations and background of the relevant research. In Part I, basic knowledges of machine and deep learning are introduced, which provide the foundation for the readers irrespective of their background. In Part II, to verify the effectiveness of the AI methods, the key procedure of the typical AI-aided SHM applications (classification, localization, and segmentation) is explored, including vision data collection, data pre-processing,transfer learning-based training mechanism, evaluation, and analysis. In Part III, advanced AI topics, e.g., generative adversarial network, semi-supervised learning, and active learning, are discussed. They aim to address several critical issues in practical projects, e.g., the lack of well-labeled data and imbalanced labels, to improve the adaptability of the AI models. In Part IV, the new concept of 'resilient AI' is introduced to establish an intelligent disaster prevention system, multi-modality learning, multi-task learning, and interpretable AI technologies. These advances are aimed towards increasing the robustness and explainability of the AI-enabled SHM system, and ultimately leading to improved resiliency.The scope covered in this book is not only beneficial for education purposes but also is essential for modern industrial applications. The target audience is broad and includes students, engineers, and researchers in civil engineering, statistics, and computer science. Unique Book Features:-Provide a comprehensive review of the rapidly expanding field of vision-based structural health monitoring (SHM) using artificial intelligence approaches. -Re-organize fundamental knowledge specific to the machine and deep learning in vision tasks.-Include comprehensive details about the procedure of conducting AI approaches for vision-based SHM along with examples and exercises.-Cover a vast array of special topics and advanced AI-enabled vision-based SHM applications.-List a few potential extensions for inspiring the readers for future investigation. 374 pp. Englisch.…
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- Title
- Artificial Intelligence in Vision-Based Structural Health Monitoring
- Author
- Khalid M. Mosalam
- Publisher
- Springer, Berlin, Springer Nature Switzerland, Springer
- Publication year
- 2025
- Condition
- Neu
- Binding
- Taschenbuch
- Language
- English
- ISBN 10
- 3031524098
- ISBN 13
- 9783031524097
- Dimensions
- 240x168x36 mm
This book provides a comprehensive coverage of the state-of-the-art artificial intelligence (AI) technologies in vision-based structural health monitoring (SHM). In this data explosion epoch, AI-aided SHM and rapid damage assessment after natural hazards have become of great interest in civil and structural engineering, where using machine and deep learning in vision-based SHM brings new research direction. As researchers begin to apply these concepts to the structural engineering domain, especially in SHM, several critical scientific questions need to be addressed: (1) What can AI solve for the SHM problems? (2) What are the relevant AI technologies? (3) What is the effectiveness of the AI approaches in vision-based SHM? (4) How to improve the adaptability of the AI approaches for practical projects? (5) How to build a resilient AI-aided disaster prevention system making use of the vision-based SHM?
This book introduces and implements the state-of-the-art machine learning and deep learning technologies for vision-based SHM applications. Specifically, corresponding to the above-mentioned scientific questions, it consists of: (1) motivation, background & progress of AI-aided vision-based SHM, (2) fundamentals of machine learning & deep learning approaches, (3) basic AI applications in vision-based SHM, (4) advanced topics & approaches, and (5) resilient AI-aided applications. In the introduction, a brief coverage about the development progress of AI technologies in the vision-based area is presented. It gives the readers the motivations and background of the relevant research. In Part I, basic knowledges of machine and deep learning are introduced, which provide the foundation for the readers irrespective of their background. In Part II, to verify the effectiveness of the AI methods, the key procedure of the typical AI-aided SHM applications (classification, localization, and segmentation) is explored, including vision data collection, data pre-processing,transfer learning-based training mechanism, evaluation, and analysis. In Part III, advanced AI topics, e.g., generative adversarial network, semi-supervised learning, and active learning, are discussed. They aim to address several critical issues in practical projects, e.g., the lack of well-labeled data and imbalanced labels, to improve the adaptability of the AI models. In Part IV, the new concept of “resilient AI” is introduced to establish an intelligent disaster prevention system, multi-modality learning, multi-task learning, and interpretable AI technologies. These advances are aimed towards increasing the robustness and explainability of the AI-enabled SHM system, and ultimately leading to improved resiliency.
The scope covered in this book is not only beneficial for education purposes but also is essential for modern industrial applications. The target audience is broad and includes students, engineers, and researchers in civil engineering, statistics, and computer science.
Unique Book Features:
• Provide a comprehensive review of the rapidly expanding field of vision-based structural health monitoring (SHM) using artificial intelligence approaches.
• Re-organize fundamental knowledge specific to the machine and deep learning in vision tasks.
• Include comprehensive details about the procedure of conducting AI approaches for vision-based SHM along with examples and exercises.
• Cover a vast array of special topics and advanced AI-enabled vision-based SHM applications.
• List a few potential extensions for inspiring the readers for future investigation.
"Synopsis" may belong to another edition of this title.
About the Author
Gao obtained his BS from Tongji University and his MS and PhD from University of California, Berkeley in Civil and Environmental Engineering under the supervision of the first author, Prof. K.M. Mosalam. In August 2023, he joined the College of Civil Engineering at Tongji University as an Associate Professor. He is the recipient of 2021 Hojjat Adeli Award for Innovation in Computing and 2022 Engineering Structures Best Paper Award.
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Allgemeine Geschäftsbedingungen mit Kundeninformationen
Inhaltsverzeichnis
Geltungsbereich
Vertragsschluss
Widerrufsrecht
Preise und Zahlungsbedingungen
Liefer- und Versandbedingungen
Eigentumsvorbehalt
Mängelhaftung
Anwendbares Recht
Gerichtsstand
Alternative Streitbeilegung
- Geltungsbereich
1.1 Diese Allgemeinen Geschäftsbedingungen (nachfolgend "AGB") des BuchWeltWeit Inh. Ludwig Meier e.K. (nachfolgend "Verkäufer"), gelten für alle Verträge, die ein Verbraucher oder Unternehmer (nachfolgend „Kunde“) mit dem Verkäufer hinsichtlich der vom Verkäufer auf den Internet-Handelsplattformen www.zvab.com und/oder www.abebooks.de (nachfolgend „ZVAB/Abebooks") dargestellten Waren und/oder Leistungen abschließt. Hiermit wird der Einbeziehung von eigenen Bedingungen des Kunden widersprochen, es sei denn, es ist etwas anderes vereinbart.
1.2 Verbraucher im Sinne dieser AGB ist jede natürliche Person, die ein Rechtsgeschäft zu Zwecken abschließt, die überwiegend weder ihrer gewerblichen noch ihrer selbständigen beruflichen Tätigkeit zugerechnet werden können.
1.3 Unternehmer im Sinne dieser AGB ist eine natürliche oder juristische Person oder eine rechtsfähige Personengesellschaft, die bei Abschluss eines Rechtsgeschäfts in Ausübung ihrer gewerblichen oder selbständigen beruflichen Tätigkeit handelt.
- Vertragsschluss
2.1 Die bei ZVAB/Abebooks dargestellten Produktbeschreibungen des Verkäufers stellen keine verbindlichen Angebote seitens des Verkäufers dar, sondern dienen zur Abgabe eines verbindlichen Angebots durch den Kunden.
2.2 Der Kunde kann sein Angebot über das im Rahmen der Präsentation der Waren und/ oder Leistungen bei ZVAB/Abebooks dargestellte Online-Bestellformular abgeben. Dabei gibt der Kunde, nachdem er die ausgewählten Waren und/oder Leistungen in den virtuellen Warenkorb gelegt, sich in sein bestehendes Nutzerkonto bei ZVAB/Abebooks eingeloggt oder ein neues Nutzerkonto bei ZVAB/Abebooks eröffnet und den elektronischen Bestellprozess durchlaufen hat, durch Klicken des den Bestellvorgang abschließenden Buttons ein rechtlich verbindliches Vertragsangebot in Bezug auf die im Warenkorb enthaltenen Waren und/oder Leistungen ab.
2.3 Der Verkäufer kann das Angebot des Kunden innerhalb von fünf Tagen annehmen,
indem er dem Kunden eine schriftliche Auftragsbestätigung oder eine Auftragsbestätigung in Textform (Fax oder E-Mail) übermittelt, wobei insoweit der Zugang der Auftragsbestätigung beim Kunden maßgeblich ist, oder
indem er dem Kunden die bestellte Ware liefert, wobei insoweit der Zugang der Ware beim Kunden maßgeblich ist, oder
indem er den Kunden nach Abgabe von dessen Bestellung zur Zahlung auffordert.
Liegen mehrere der vorgenannten Alternativen vor, kommt der Vertrag in dem Zeitpunkt zustande, in dem eine der vorgenannten Alternativen zuerst eintritt. Nimmt der Verkäufer das Angebot des Kunden innerhalb vorgenannter Frist nicht an, so gilt dies als Ablehnung des Angebots mit der Folge, dass der Kunde nicht mehr an seine Willenserklärung gebunden ist.
2.4 Die Frist zur Annahme des Angebots beginnt am Tag nach der Absendung des Angebots durch den Kunden zu laufen und endet mit dem Ablauf des fünften Tages, welcher auf die Absendung des Angebots folgt.
2.5 Bei der Abgabe eines Angebots über das Online-Bestellformular des Verkäufers wird der Vertragstext vom Verkäufer gespeichert und dem Kunden nach Absendung seiner Bestellung nebst den vorliegenden AGB in Textform (z. B. E-Mail, Fax oder Brief) zugeschickt. Zusätzlich wird der Vertragstext bei ZVAB/Abebooks archiviert und kann vom Kunden über sein passwortgeschütztes Nutzerkonto bei ZVAB/Abebooks kostenlos abgerufen werden.
2.6 Bei einer Bestellung über das Online-Bestellformular des Verkäufers kann der Kunde vor verbindlicher Abgabe der Bestellung seine Eingaben laufend über die üblichen Tastatur- und Mausfunktionen korrigieren. Darüber hinaus werden die Eingaben vor der verbindlichen Abgabe der Bestellung noch einmal in einem Bestätigungsfenster angezeigt und können auch dort mittels der üblichen Tastatur- und Mausfunktionen korrigiert werden.
2.7 Für den Vertragsschluss steht die deutsche Sprache zur Verfügung.
2.8 Die Bestellabwicklung und Kontaktaufnahme finden in der Regel per E-Mail und automatisierter Bestellabwicklung statt. Der Kunde hat sicherzustellen, dass die von ihm zur Bestellabwicklung angegebene E-Mail-Adresse zutreffend ist, so dass unter dieser Adresse die vom Verkäufer versandten E-Mails empfangen werden können. Insbesondere hat der Kunde bei dem Einsatz von SPAM-Filtern sicherzustellen, dass alle vom Verkäufer oder von diesem mit der Bestellabwicklung beauftragten Dritten versandten E-Mails zugestellt werden können.
- Widerrufsrecht
3.1 Verbrauchern steht grundsätzlich ein Widerrufsrecht zu.
3.2 Nähere Informationen zum Widerrufsrecht ergeben sich aus der Widerrufsbelehrung des Verkäufers.
- Preise und Zahlungsbedingungen
4.1 Die vom Verkäufer angegebenen Preise sind Gesamtpreise und enthalten die gesetzliche Umsatzsteuer. Gegebenenfalls zusätzlich anfallende Liefer- und Versandkosten werden in der jeweiligen Produktbeschreibung gesondert angegeben.
4.2 Bei Lieferungen in Länder außerhalb der Europäischen Union können im Einzelfall weitere Kosten anfallen, die der Verkäufer nicht zu vertreten hat und die vom Kunden zu tragen sind. Hierzu zählen beispielsweise Kosten für die Geldübermittlung durch Kreditinstitute (z.B. Überweisungsgebühren, Wechselkursgebühren) oder einfuhrrechtliche Abgaben bzw. Steuern (z.B. Zölle). Solche Kosten können in Bezug auf die Geldübermittlung auch dann anfallen, wenn die Lieferung nicht in ein Land außerhalb der Europäischen Union erfolgt, der Kunde die Zahlung aber von einem Land außerhalb der Europäischen Union aus vornimmt.
4.3 Dem Kunden stehen verschiedene Zahlungsmöglichkeiten zur Verfügung, die im ZVAB/Abebooks-Shop des Verkäufers angegeben werden.
4.4 Ist Vorauskasse per Banküberweisung vereinbart, ist die Zahlung sofort nach Vertragsabschluss fällig, sofern die Parteien nichts anderes vereinbart haben.
4.5 Bei Auswahl der Zahlungsart "PayPal" erfolgt die Zahlungsabwicklung über den Zahlungsdienstleister PayPal (Europe) S.à r.l. et Cie, S.C.A., 22-24 Boulevard Royal, L-2449 Luxembourg unter Geltung der PayPal-Nutzungsbedingungen, einsehbar unter https://www.paypal.com/de/webapps/mpp/ua/useragreement-full oder - falls der Kunde nicht über ein PayPal-Konto verfügt – unter Geltung der Bedingungen für Zahlungen ohne PayPal-Konto, einsehbar unter https://www.paypal.com/de/webapps/mpp/ua/privacywax-full.
- Liefer- und Versandbedingungen
5.1 Die Lieferung von Waren erfolgt auf dem Versandweg an die vom Kunden angegebene Lieferanschrift, sofern nichts anderes vereinbart ist. Bei der Abwicklung der Transaktion ist die in der Bestellabwicklung des Verkäufers angegebene Lieferanschrift maßgeblich.
5.2 Scheitert die Zustellung der Ware aus Gründen, die der Kunde zu vertreten hat, trägt der Kunde die dem Verkäufer hierdurch entstehenden angemessenen Kosten. Dies gilt im Hinblick auf die Kosten für die Hinsendung nicht, wenn der Kunde sein Widerrufsrecht wirksam ausübt. Für die Rücksendekosten gilt bei wirksamer Ausübung des Widerrufsrechts durch den Kunden die in der Widerrufsbelehrung des Verkäufers hierzu getroffene Regelung.
5.3 Der Verkäufer behält sich das Recht vor, im Falle nicht richtiger oder nicht ordnungsgemäßer Selbstbelieferung vom Vertrag zurückzutreten. Dies gilt nur für den Fall, dass die Nichtlieferung nicht vom Verkäufer zu vertreten ist und dieser mit der gebotenen Sorgfalt ein konkretes Deckungsgeschäft mit dem Zulieferer abgeschlossen hat. Der Verkäufer wird alle zumutbaren Anstrengungen unternehmen, um die Ware zu beschaffen. Im Falle der Nichtverfügbarkeit oder der nur teilweisen Verfügbarkeit der Ware wird der Kunde unverzüglich informiert und die Gegenleistung unverzüglich erstattet.
5.4 Selbstabholung ist aus logistischen Gründen nicht möglich.
-
Eigentumsvorbehalt
Tritt der Verkäufer in Vorleistung, behält er sich bis zur vollständigen Bezahlung des geschuldeten Kaufpreises das Eigentum an der gelieferten Ware vor. -
Mängelhaftung
Soweit sich aus den nachfolgenden Regelungen nichts anderes ergibt, gelten die Vorschriften der gesetzlichen Mängelhaftung. Hiervon abweichend gilt bei Verträgen zur Lieferung von Waren:
7.1 Handelt der Kunde als Unternehmer,
hat der Verkäufer die Wahl der Art der Nacherfüllung;
beträgt bei neuen Waren die Verjährungsfrist für Mängelrechte ein Jahr ab Ablieferung der Ware;
sind bei gebrauchten Waren die Mängelrechte ausgeschlossen;
beginnt die Verjährung nicht erneut, wenn im Rahmen der Mängelhaftung eine Ersatzlieferung erfolgt.
7.2 Die vorstehend geregelten Haftungsbeschränkungen und Fristverkürzungen gelten nicht
für Schadensersatz- und Aufwendungsersatzansprüche des Kunden,
für den Fall, dass der Verkäufer den Mangel arglistig verschwiegen hat,
für Waren, die entsprechend ihrer üblichen Verwendungsweise für ein Bauwerk verwendet worden sind und dessen Mangelhaftigkeit verursacht haben,
für eine ggf. bestehende Verpflichtung des Verkäufers zur Bereitstellung von Aktualisierungen für digitale Produkte, bei Verträgen zur Lieferung von Waren mit digitalen Elementen.
7.3 Darüber hinaus gilt für Unternehmer, dass die gesetzlichen Verjährungsfristen für einen ggf. bestehenden gesetzlichen Rückgriffsanspruch unberührt bleiben.
7.4 Handelt der Kunde als Kaufmann i.S.d. § 1 HGB, trifft ihn die kaufmännische Untersuchungs- und Rügepflicht gemäß § 377 HGB. Unterlässt der Kunde die dort geregelten Anzeigepflichten, gilt die Ware als genehmigt.
7.5 Handelt der Kunde als Verbraucher, so wird er gebeten, angelieferte Waren mit offensichtlichen Transportschäden bei dem Zusteller zu reklamieren und den Verkäufer hiervon in Kenntnis zu setzen. Kommt der Kunde dem nicht nach, hat dies keinerlei Auswirkungen auf seine gesetzlichen oder vertraglichen Mängelansprüche.
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Anwendbares Recht
Für sämtliche Rechtsbeziehungen der Parteien gilt das Recht der Bundesrepublik Deutschland unter Ausschluss der Gesetze über den internationalen Kauf beweglicher Waren. Bei Verbrauchern gilt diese Rechtswahl nur insoweit, als nicht der gewährte Schutz durch zwingende Bestimmungen des Rechts des Staates, in dem der Verbraucher seinen gewöhnlichen Aufenthalt hat, entzogen wird. -
Gerichtsstand
Handelt der Kunde als Kaufmann, juristische Person des öffentlichen Rechts oder öffentlich-rechtliches Sondervermögen mit Sitz im Hoheitsgebiet der Bundesrepublik Deutschland, ist ausschließlicher Gerichtsstand für alle Streitigkeiten aus diesem Vertrag der Geschäftssitz des Verkäufers. Hat der Kunde seinen Sitz außerhalb des Hoheitsgebiets der Bundesrepublik Deutschland, so ist der Geschäftssitz des Verkäufers ausschließlicher Gerichtsstand für alle Streitigkeiten aus diesem Vertrag, wenn der Vertrag oder Ansprüche aus dem Vertrag der beruflichen oder gewerblichen Tätigkeit des Kunden zugerechnet werden können. Der Verkäufer ist in den vorstehenden Fällen jedoch in jedem Fall berechtigt, das Gericht am Sitz des Kunden anzurufen. -
Alternative Streitbeilegung
Der Verkäufer ist zur Teilnahme an einem Streitbeilegungsverfahren vor einer Verbraucherschlichtungsstelle weder verpflichtet noch bereit.
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