Isang makabagong artificial intelligence system na binuo ng mga mananaliksik sa Switzerland ang nakatakdang baguhin ang isa sa mga industriya na may pinakamalaking ambag sa carbon emissions sa mundo: ang paggawa ng semento.
Ang koponan mula sa Paul Scherrer Institute (PSI) ay lumikha ng tinatawag nilang "digital cookbook para sa climate-friendly na semento"—isang AI model na kayang mabilis na magdisenyo ng mga bagong pormulasyon ng semento na may napakababang carbon footprint habang nananatili ang kinakailangang lakas at tibay.
"Pinapayagan kami nitong magsagawa ng simulation at i-optimize ang mga pormulasyon ng semento upang makabawas nang malaki sa CO2 emissions, habang nananatili ang mataas na antas ng mekanikal na performance," paliwanag ni mathematician Romana Boiger, pangunahing may-akda ng pag-aaral na inilathala sa Materials and Structures noong Hunyo 2025.
Hindi matatawaran ang kahalagahan ng inobasyong ito. Ang paggawa ng semento ay bumubuo ng humigit-kumulang 8% ng global carbon dioxide emissions—mas mataas pa kaysa sa buong sektor ng aviation sa buong mundo. Halos kalahati ng mga emission na ito ay nagmumula sa kemikal na reaksyon kapag pinainit ang limestone upang makagawa ng clinker, ang pangunahing sangkap na nagbibigkis sa semento.
Tradisyonal na nangangailangan ng matagal na laboratory testing ang pagbuo ng mga bagong pormulasyon ng semento, kung saan bawat pagsubok ay tumatagal ng ilang linggo o buwan. Binago ng AI approach ng PSI team ang prosesong ito, gamit ang neural networks na sinanay sa data mula sa kanilang GEMS software na nagsi-simulate ng komplikadong kemikal na reaksyon habang tumitigas ang semento.
"Sa halip na segundo o minuto, kaya na ngayong kalkulahin ng sinanay na neural network ang mekanikal na katangian ng kahit anong recipe ng semento sa loob lamang ng ilang millisecond—mga isang libong beses na mas mabilis kaysa sa tradisyonal na modeling," paliwanag ni Boiger.
Imbes na random na mag-testing ng mga recipe, gumamit ang mga mananaliksik ng reverse approach gamit ang genetic algorithms upang matukoy ang mga partikular na pormulasyon na tumutugon sa itinakdang target para sa CO2 emissions at lakas ng materyal. Ilang recipe ng semento na natukoy ng AI ay nagpapakita na ng malaking potensyal sa pagbawas ng emissions habang nananatili ang kalidad.
Pinagsama-sama ng interdisciplinary na proyekto ang mga eksperto sa kemistri ng semento, thermodynamics, at AI bilang bahagi ng Swiss Centre of Excellence on Net Zero Emissions (SCENE). Bagama't pangunahing proof of concept pa lamang ang kasalukuyang pag-aaral, plano ng mga mananaliksik na palawakin pa ang kanilang modelo upang isaalang-alang ang iba pang salik gaya ng availability ng raw materials at kondisyon ng kapaligiran.
"Simula pa lang ito," ayon kay Nikolaos Prasianakis, na nagpasimula ng pag-aaral. "Napakalaki ng tipid sa oras na dulot ng ganitong workflow—kaya naman napakainam nitong gamitin para sa iba't ibang disenyo ng materyal at sistema."