پژوهشگران موسسه فناوری ماساچوست(MIT) ابزار طراحی جدیدی مبتنی بر هوش مصنوعی و رایانه توسعه دادند که میتواند میزان مصالح موردنیاز برای ساخت پلها، ساختمانها و دیگر سازهها را بهطور چشمگیری کاهش دهد.
این فناوری در برخی موارد قادر است مصرف مصالح را تا ۹۰ درصد کم کند، بدون آنکه استحکام یا ایمنی سازه کاهش یابد. این موضوع علاوه بر کاهش هزینههای ساخت، به کاهش آلودگی و انتشار کربن نیز کمک میکند.
این فناوری بر پایه روشی به نام «بهینهسازی توپولوژی» توسعه یافته است. در این روش، رایانه بهترین و کارآمدترین نحوه توزیع مصالح در یک سازه را محاسبه و بخشهای غیرضروری را حذف میکند، در حالی که استحکام لازم برای تحمل بارهای سنگین حفظ میشود.
با این حال، طرحهای حاصل از این روش معمولا دارای شکلهای بسیار پیچیده، شاخهای و شبکهمانند هستند که اجرای آنها با روشهای رایج ساختوساز دشوار یا حتی غیرممکن است. به همین دلیل، این فناوری تاکنون بیشتر در آزمایشگاهها یا برای ساخت قطعات کوچک با چاپگر سهبعدی استفاده میشد و کاربرد گستردهای در پروژههای عمرانی نداشت.
پژوهشگران موسسه فناوری ماساچوست برای رفع این مشکل، چارچوب طراحی جدیدی ارائه کردهاند که به مهندسان اجازه میدهد، میزان سادگی یا پیچیدگی سازه نهایی را کنترل کنند. در نتیجه، به جای تولید طرحهایی که اجرای آنها بسیار دشوار است، سیستم جدید سازههایی طراحی میکند که پیمانکاران بتوانند بهصورت عملی آنها را بسازند.
برای نمونه، مهندسان میتوانند برای نرمافزار تعیین کنند که حداکثر چند عضو سازهای در یک محل اتصال به هم برسند، کوچکترین ابعاد قطعات چقدر باشد و حداقل زاویه میان اجزای متصل چه میزان در نظر گرفته شود. این محدودیتها باعث میشود طراحی نهایی تولید، حملونقل و مونتاژ آسانتری داشته باشد.
یکی دیگر از قابلیتهای این سامانه، استفاده همزمان از چند نوع مصالح ساختمانی است. برخلاف روشهای گذشته که کل سازه را از یک جنس فرض میکردند، این فناوری میتواند با توجه به استحکام، وزن، هزینه و تاثیرات زیستمحیطی، بهترین محل استفاده از فولاد، چوب یا سایر مصالح را مشخص کند.
برای مثال، فولاد به دلیل استحکام بالا در بخشهایی که بار زیادی را تحمل میکنند به کار میرود، در حالی که چوب ردپای کربنی بسیار کمتری دارد. این نرمافزار میتواند تا حد امکان از چوب استفاده کند و تنها در قسمتهایی که به مقاومت بیشتری نیاز است، فولاد را به کار گیرد؛ رویکردی که انتشار کربن را کاهش میدهد.
پژوهشگران همچنین نحوه طراحی اتصالات میان اجزای مختلف سازه را بهبود دادهاند. در پروژههای واقعی، اتصال ایمن تیرها، کابلها و تکیهگاهها یکی از مهمترین چالشهای مهندسی است. مدل جدید این مسائل را از همان مراحل اولیه طراحی در نظر میگیرد، نه اینکه پس از پایان طراحی به آنها پرداخته شود.
گروه پژوهشی برای ارزیابی عملکرد این فناوری چندین سازه خرپایی مورد استفاده در پلها و ساختمانها را بازطراحی کرد. همچنین پل معروف «وارونه لاکپورت» در ایالت نیویورک را بهعنوان مطالعه موردی بررسی کردند تا تاثیر قوانین مختلف طراحی بر سازه نهایی را بسنجند. نتایج نشان داد که اعمال محدودیتهای اجرایی، با وجود حفظ بهرهوری بالا، ساخت سازه را بسیار سادهتر میکند.
اگرچه این روش نسبت به برخی فناوریهای قدیمی به توان پردازشی بیشتری نیاز دارد، پژوهشگران اعلام کردند که آزمایشهای خود را با یک لپتاپ معمولی مکبوک پرو انجام دادهاند و این فناوری هماکنون نیز برای بسیاری از شرکتهای مهندسی قابل استفاده است.
گام بعدی این گروه پژوهشی ساخت نمونههای کوچک از سازههای طراحیشده با این نرمافزار است تا عملکرد واقعی آنها را بررسی کنند. همچنین قصد دارند در آینده قوانین عملی بیشتری به این سامانه اضافه کنند تا مهندسان عمران بتوانند بهراحتی از آن در پروژههای روزمره استفاده کنند.
سایت نوریج گزارش کرد، به گفته پژوهشگران، بسیاری از تصمیمهایی که بر میزان انتشار کربن تاثیر میگذارند، پیش از آغاز عملیات ساختوساز گرفته میشوند. بنابراین، طراحی ساختمانها و پلهایی که فقط از مصالح واقعا مورد نیاز استفاده میکنند، میتواند نقش مهمی در کاهش ضایعات، کاهش هزینهها و حرکت صنعت ساختوساز به سمت توسعه پایدار ایفا کند.
انتهای پیام
