Sveitsiläisten tutkijoiden kehittämä uraauurtava tekoälyjärjestelmä on valmis mullistamaan yhden maailman hiili-intensiivisimmistä teollisuudenaloista: sementinvalmistuksen.
Paul Scherrer -instituutin ydintekniikan ja -tieteiden keskuksen monitieteinen tiimi on luonut tekoälymallin, joka toimii "digitaalisena keittokirjana" ilmastoystävälliselle sementille. Se tuottaa optimoituja reseptejä sekunneissa, kun perinteinen testaus veisi kuukausia tai jopa vuosia.
"Sen sijaan, että testaisimme tuhansia variaatioita laboratoriossa, voimme käyttää malliamme ja saada käytännöllisiä reseptiehdotuksia sekunneissa", selittää matemaatikko Romana Boiger, tutkimuksen pääkirjoittaja. Tekoäly laskee eri sementtiformulaatioiden kokonais-CO2-päästöt noin tuhat kertaa nopeammin kuin perinteiset mallinnusmenetelmät.
Tämän innovaation merkitystä ei voi liioitella. Sementinvalmistus aiheuttaa noin 8 % maailman hiilidioksidipäästöistä – yli kolme kertaa enemmän kuin koko lentoliikenne. Päästöt syntyvät kahdesta pääasiallisesta lähteestä: pyörivien uunien energiaintensiivisestä kuumentamisesta 1 400 °C:een sekä, vielä merkittävämmin, kemiallisesta CO2:n vapautumisesta kalkkikivestä klinkkeriksi muunnettaessa.
Tekoälyjärjestelmä kohdistuu erityisesti näihin päästöihin tunnistamalla vaihtoehtoisia sementtimäisiä materiaaleja, jotka voivat osittain korvata klinkkerin kuitenkaan heikentämättä sementin sitovia ominaisuuksia. "Jos pystyisimme parantamaan päästöprofiilia edes muutamalla prosentilla, se vastaisi hiilidioksidivähennystä, joka on verrattavissa tuhansiin tai jopa kymmeniin tuhansiin autoihin", toteaa John Provis, PSI:n Cement Systems Research Groupin johtaja.
Tutkimus toteutettiin osana Swiss Centre of Excellence on Net Zero Emissions (SCENE) -hanketta, ja se vaati monitieteistä osaamista sementtikemiasta, termodynamiikasta ja tekoälystä. Vaikka tiimi on löytänyt useita lupaavia sementtiformulaatioita, näitä ehdokkaita on vielä testattava laboratoriossa ennen käyttöönottoa rakennusteollisuudessa.
Maailmanlaajuisen vihreän sementin kysynnän kasvaessa – markkinoiden arvioidaan nousevan 52,15 miljardiin dollariin vuoteen 2029 mennessä – tämä tekoälyinnovaatio on ratkaiseva askel kohti perustavanlaatuisen rakennusmateriaalin päästöjen vähentämistä. Teknologia osoittaa, miten tekoäly voi nopeuttaa ratkaisujen löytymistä joihinkin aikamme kiireellisimmistä ympäristöhaasteista.