ساخت ساختمان‌ها با بتن کمتر با هوش مصنوعی

یکی از دانشجویان موسسه فناوری ماساچوست(MIT) در پی استفاده از هوش مصنوعی برای طراحی ساختمان‌هایی است که بتن کمتری برای ساخت آنها استفاده شود، چرا که بتن به تنهایی مسئول هشت درصد از انتشار کربن در سطح جهان است.

کد خبر: ۶۵۲۷۶۵

تاریخ: ۱۹ شهريور ۱۴۰۲ - ۱۷:۰۲

به گزارش ایران اکونومیست و به نقل از آی‌ای، در صنعت ساخت و ساز، انتشار گازهای گلخانه‌ای مرتبط با تولید و استفاده از بتن زیاد است. بتن یکی از پرمصرف‌ترین مصالح ساختمانی در سطح جهان است.

با توجه به فرآیندهای انرژی‌بَر تولید سیمان و واکنش‌های شیمیایی که در طول عمل‌آوری بتن انجام می‌شود، صنعت بتن منبع قابل توجهی از انتشار کربن دی اکسید(CO۲) است. تولید و استفاده از بتن به تنهایی مسئول حدود هشت درصد از انتشار گازهای گلخانه‌ای در جهان است.

سیمان که محصول جانبی حرارت دادن سنگ آهک(کربنات کلسیم) و سایر مواد معدنی تا دمای بالا در کوره است، جزء اصلی بتن است. اغلب به منظور تولید گرمای لازم برای تجزیه این سنگ آهک، سوخت‌های فسیلی سوزانده می‌شوند و این امر باعث تولید کربن دی اکسید می‌شود.

همچنین هنگام انتقال مواد خام به کارخانه‌های سیمان و هنگامی که بتن به سایت‌های ساخت و ساز منتقل می‌شود، انتشار گازهای گلخانه‌ای به وجود می‌آید. این شامل انتشار گازهای گلخانه‌ای ناشی از کامیون‌ها، کشتی‌ها و سایر وسایل نقلیه درگیر در زنجیره تامین تولید بتن است.

مهار انتشار گازهای گلخانه‌ای ناشی از بتن از طریق بهینه‌سازی توپولوژی

با این حال، به لطف کار جکسون جیوت دانشجوی MIT ممکن است راهی برای مهار این انتشار گازهای گلخانه‌ای ناشی از تولید و استفاده از بتن وجود داشته باشد.

جیوت در حال حاضر در سال سوم دکترا است. کار پایان‌نامه او بر پایه پایان‌نامه کارشناسی ارشد وی است که بر توسعه بیشتر الگوریتم‌هایی متمرکز شده است که می‌توانند سازه‌های بتنی را به گونه‌ای طراحی کنند که از مواد کمتری استفاده می‌کنند و انتشار کربن از بخش ساخت و ساز را کاهش می‌دهند.

فرآیندی که وی در حال تکمیل آن است به عنوان «بهینه‌سازی توپولوژی» شناخته می‌شود و از الگوریتم‌هایی برای ایجاد ساختارهایی استفاده می‌کند که الزامات عملکرد یک ساختمان را برآورده می‌کنند و در عین حال منابع حداقلی را مصرف می‌کنند.

جیوت می‌گوید: من در چند ماه گذشته روی یک الگوریتم بهینه‌سازی بتن کار کرده‌ام که امیدوارم سنگ بنای پایان‌نامه من باشد.

با این حال، این روند طولانی و دشوار است.

وی می‌افزاید: می‌تواند روزها یا معمولاً هفته‌ها طول بکشد تا گامی در جهت ایجاد یک سیستم یکپارچه کامل برداشته شود. روزهایی که این پیشرفت رخ دهد و من بتوانم الگوریتم خود را به شکل راه حلی ببینم که منطقی است، آن لحظات واقعاً هیجان انگیز خواهند بود.

اجزای مادی کارآمد

جیوت در جستجوی اجزای کارآمد مادی است که می‌توانند برای ساخت سازه‌هایی مانند پل‌ها و ساختمان‌ها استفاده شوند. او این کار را از طریق استفاده از قدرت محاسباتی انجام می‌دهد. او در طول کار خود، محدودیت‌های اضافی را نیز در نظر می‌گیرد و به طور ‌ویژه اطمینان حاصل می‌کند که هزینه تولید و ساخت خیلی گران نباشد.

جیوت قبل از شروع تحصیل در مقطع دکترا، در صنعت ساخت و ساز کار می‌کرده است. او یک سال و نیم را به عنوان مهندس سازه در شهر نیویورک گذراند که به او توان تولید کارهایی داد که واقعاً قابل اجرا هستند. او می‌گوید به دنبال این است که هر چه زودتر بتواند کار خود را کامل کند.

وی در پایان گفت: اگر بخواهیم قبل از افزایش بیش از حد دمای جهانی روی روند آن تأثیر بگذاریم، افق زمانی مدتی که این موارد باید اجرا شوند، نسبتاً کوتاه است. پژوهش دکترای من در حال ایجاد چارچوبی برای چگونگی انجام این کار در ساخت و ساز بتنی است، اما من دوست دارم حتی پس از اتمام این پروژه به مواد دیگر و روش‌های ساخت دیگر نیز فکر کنم.