Ένα πρωτοποριακό σύστημα τεχνητής νοημοσύνης που αναπτύχθηκε από ερευνητές στην Ελβετία ετοιμάζεται να φέρει επανάσταση σε μία από τις πιο ενεργοβόρες και ρυπογόνες βιομηχανίες του κόσμου: την παραγωγή τσιμέντου.
Η διεπιστημονική ομάδα του Κέντρου Πυρηνικής Μηχανικής και Επιστημών του Ινστιτούτου Paul Scherrer δημιούργησε ένα μοντέλο τεχνητής νοημοσύνης που λειτουργεί ως «ψηφιακό βιβλίο συνταγών» για φιλικό προς το κλίμα τσιμέντο, παράγοντας βέλτιστες συνθέσεις μέσα σε δευτερόλεπτα, αντί για τους μήνες ή τα χρόνια που απαιτούν οι παραδοσιακές δοκιμές.
«Αντί να δοκιμάζουμε χιλιάδες παραλλαγές στο εργαστήριο, μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε το μοντέλο μας για να δημιουργήσουμε πρακτικές προτάσεις συνταγών μέσα σε δευτερόλεπτα», εξηγεί η μαθηματικός Romana Boiger, κύρια συγγραφέας της μελέτης. Η τεχνητή νοημοσύνη υπολογίζει τις συνολικές εκπομπές CO2 για διαφορετικές συνθέσεις τσιμέντου περίπου 1.000 φορές ταχύτερα από τις συμβατικές μεθόδους μοντελοποίησης.
Η σημασία αυτής της καινοτομίας είναι τεράστια. Η παραγωγή τσιμέντου ευθύνεται για περίπου το 8% των παγκόσμιων εκπομπών άνθρακα – περισσότερο από τρεις φορές το σύνολο της αεροπορικής βιομηχανίας. Οι εκπομπές προέρχονται από δύο βασικές πηγές: την ενεργοβόρα θέρμανση των περιστροφικών κλιβάνων στους 1.400°C και, ακόμη σημαντικότερα, την απελευθέρωση CO2 από τον ασβεστόλιθο κατά τη μετατροπή του σε κλίνκερ.
Το σύστημα τεχνητής νοημοσύνης στοχεύει ειδικά αυτές τις εκπομπές, εντοπίζοντας εναλλακτικά τσιμεντοειδή υλικά που μπορούν να αντικαταστήσουν μερικώς το κλίνκερ, διατηρώντας παράλληλα τις κρίσιμες συγκολλητικές ιδιότητες του τσιμέντου. «Αν μπορούσαμε να βελτιώσουμε το προφίλ εκπομπών έστω και κατά λίγα ποσοστά, αυτό θα αντιστοιχούσε σε μείωση διοξειδίου του άνθρακα ισοδύναμη με χιλιάδες ή και δεκάδες χιλιάδες αυτοκίνητα», σημειώνει ο John Provis, επικεφαλής της Ομάδας Έρευνας Συστημάτων Τσιμέντου στο PSI.
Η έρευνα, που πραγματοποιήθηκε στο πλαίσιο του ελβετικού προγράμματος SCENE (Swiss Centre of Excellence on Net Zero Emissions), απαίτησε διεπιστημονική προσέγγιση που συνδύασε χημεία τσιμέντου, θερμοδυναμική και τεχνογνωσία τεχνητής νοημοσύνης. Παρόλο που η ομάδα έχει εντοπίσει πολλές υποσχόμενες συνθέσεις τσιμέντου, οι υποψήφιες αυτές συνταγές πρέπει τώρα να υποβληθούν σε εργαστηριακές δοκιμές πριν την εφαρμογή τους στη βιομηχανία κατασκευών.
Καθώς η παγκόσμια ζήτηση για «πράσινο» τσιμέντο αυξάνεται – με την αγορά να εκτιμάται ότι θα φτάσει τα 52,15 δισεκατομμύρια δολάρια έως το 2029 – αυτή η καινοτομία τεχνητής νοημοσύνης αποτελεί κρίσιμο βήμα προς την απανθρακοποίηση ενός θεμελιώδους δομικού υλικού. Η τεχνολογία αποδεικνύει πώς η τεχνητή νοημοσύνη μπορεί να επιταχύνει λύσεις σε μερικές από τις πιο πιεστικές περιβαλλοντικές προκλήσεις της εποχής μας.