في تقدم كبير نحو البناء المستدام، ابتكر علماء في معهد بول شيرر (PSI) بسويسرا نظام ذكاء اصطناعي قادر على تصميم تركيبات أسمنت صديقة للمناخ بسرعة فائقة، مما قد يحدث تحولاً في واحدة من أكثر الصناعات إنتاجاً للكربون في العالم.
تنتج صناعة الأسمنت حالياً حوالي 8% من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون العالمية—أي أكثر من إجمالي انبعاثات قطاع الطيران حول العالم. يسرّع نموذج الذكاء الاصطناعي الذي طوره فريق PSI اكتشاف تركيبات أسمنت جديدة تحافظ على السلامة الهيكلية مع تقليل الأثر البيئي بشكل كبير.
توضح عالمة الرياضيات رومانا بويغر، المؤلفة الرئيسية للدراسة: "يتيح لنا هذا النظام محاكاة وتحسين تركيبات الأسمنت بحيث تصدر كمية أقل بكثير من ثاني أكسيد الكربون مع الحفاظ على نفس المستوى العالي من الأداء الميكانيكي. بدلاً من اختبار آلاف التركيبات في المختبر، يمكننا استخدام نموذجنا لتوليد اقتراحات عملية للوصفات خلال ثوانٍ—وكأن لدينا كتاب طبخ رقمي للأسمنت الصديق للبيئة".
يعمل نظام الذكاء الاصطناعي من خلال استبدال أجزاء من الكلنكر—المكون الأكثر إنتاجاً للكربون في الأسمنت—بمواد أسمنتية بديلة. وبدلاً من الاعتماد فقط على التجارب المخبرية التي تستغرق وقتاً طويلاً، طور الباحثون نهجاً يعتمد على التعلم الآلي يمكنه تقييم آلاف التركيبات تقريباً بشكل فوري.
يأتي هذا الإنجاز في وقت يتسابق فيه الباحثون حول العالم لإزالة الكربون من مواد البناء. ففي معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT)، حدد فريق يقوده سوروش محجوبي 19 بديلاً محتملاً للأسمنت، بما في ذلك السيراميك المعاد تدويره مثل البلاط والطوب القديم. ويؤكد كلا الفريقين البحثيين أن النفايات اليومية يمكن أن تجد حياة ثانية في مباني المستقبل.
ومع تزايد الضغط على قطاع البناء لتقليل بصمته البيئية، توفر هذه الابتكارات المدعومة بالذكاء الاصطناعي مساراً واعداً للمستقبل. من خلال تسخير الذكاء الاصطناعي لإعادة صياغة أحد أقدم وأوسع مواد البناء استخداماً في العالم، يمهد الباحثون الطريق لبنية تحتية أكثر استدامة في عالم يواجه قيوداً متزايدة على انبعاثات الكربون.