طور باحثون سويسريون نظام ذكاء اصطناعي قد يُحدث ثورة في واحدة من أكثر الصناعات كثافة في انبعاثات الكربون في العالم، من خلال ابتكار وصفات أسمنت صديقة للمناخ في غضون ثوانٍ.
تشير التقديرات إلى أن صناعة الأسمنت تنتج حالياً حوالي 8% من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون العالمية—أي أكثر من ثلاثة أضعاف البصمة الكربونية لقطاع الطيران بأكمله. النظام الذي طوره باحثو معهد بول شيرر (PSI) في سويسرا يقلل بشكل كبير من البصمة الكربونية للأسمنت عبر إعادة تصميم تركيبة المواد، حيث يحاكي آلاف التركيبات ليحدد وصفات تحافظ على قوة الأسمنت مع تقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون بشكل ملحوظ.
توضح عالمة الرياضيات رومانا بوغر، المؤلفة الأولى للدراسة: "إحدى الاستراتيجيات الواعدة لتقليل الانبعاثات هي تعديل تركيبة الأسمنت نفسها—واستبدال جزء من الكلنكر بمواد أسمنتية بديلة. بدلاً من اختبار آلاف التركيبات في المختبر، يمكننا استخدام نموذجنا لتوليد اقتراحات عملية للوصفات خلال ثوانٍ—وكأن لدينا كتاب طبخ رقمي للأسمنت الصديق للمناخ".
يحسب نموذج الذكاء الاصطناعي إجمالي انبعاثات ثاني أكسيد الكربون لتركيبات المواد الأسمنتية المختلفة خلال أجزاء من الثانية—أي أسرع بنحو ألف مرة من النماذج التقليدية. ويقول جون بروفيس، رئيس مجموعة أبحاث أنظمة الأسمنت في معهد PSI والمؤلف المشارك في الدراسة: "يمكن القول إننا نقوم بعمل الجيولوجيا بسرعة فائقة".
ويضيف بروفيس حول حجم التأثير المحتمل: "للتوضيح، يستهلك البشر اليوم أسمنتاً أكثر من الطعام—حوالي كيلوغرام ونصف للفرد يومياً. إذا استطعنا تحسين ملف الانبعاثات بنسبة قليلة فقط، فإن ذلك يعادل تقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون بما يعادل آلاف أو حتى عشرات الآلاف من السيارات".
جمع المشروع بين كيميائيي الأسمنت وخبراء الديناميكا الحرارية ومتخصصي الذكاء الاصطناعي ضمن مركز التميز السويسري للانبعاثات الصفرية (SCENE)، وهو برنامج بحثي متعدد التخصصات يهدف إلى تطوير حلول علمية فعالة لتقليل انبعاثات الغازات الدفيئة بشكل جذري في الصناعة وإمدادات الطاقة.
ورغم أن الدراسة لا تزال في مرحلة إثبات المفهوم، يأمل الباحثون أن تسرّع أعمالهم الطريق نحو تحقيق صافي انبعاثات صفرية في إنتاج الأسمنت. ولا تزال الاختبارات المخبرية ضرورية، لكن الذكاء الاصطناعي يوفر محفزاً غير مسبوق لتطوير أسمنت مستدام وعالي الجودة قد يغير هذه الصناعة الحيوية ذات الانبعاثات الكربونية العالية.