स्विट्ज़रलैंड के शोधकर्ताओं द्वारा विकसित एक अत्याधुनिक आर्टिफिशियल इंटेलिजेंस सिस्टम दुनिया के सबसे अधिक कार्बन-उत्सर्जक उद्योगों में से एक—सीमेंट उत्पादन—में क्रांति लाने के लिए तैयार है।
पॉल शेरेर इंस्टीट्यूट (PSI) की टीम ने एक 'डिजिटल कुकबुक फॉर क्लाइमेट-फ्रेंडली सीमेंट' तैयार की है—एक एआई मॉडल, जो बेहद कम कार्बन फुटप्रिंट वाले नए सीमेंट फॉर्मूले बहुत तेज़ी से डिज़ाइन कर सकता है, साथ ही आवश्यक संरचनात्मक गुण भी बनाए रखता है।
"यह हमें सीमेंट फॉर्मूलेशन का सिमुलेशन और ऑप्टिमाइजेशन करने की सुविधा देता है, ताकि वे कम CO2 उत्सर्जन के साथ भी उच्च स्तर की यांत्रिक मजबूती बनाए रखें," अध्ययन की प्रमुख लेखिका और गणितज्ञ रोमाना बोइगर बताती हैं। यह अध्ययन जून 2025 में 'मैटीरियल्स एंड स्ट्रक्चर्स' में प्रकाशित हुआ है।
इस नवाचार का महत्व कम करके नहीं आंका जा सकता। सीमेंट उत्पादन वैश्विक कार्बन डाइऑक्साइड उत्सर्जन का लगभग 8% हिस्सा है—जो पूरी वैश्विक विमानन क्षेत्र से भी अधिक है। इनमें से लगभग आधा उत्सर्जन उस रासायनिक प्रक्रिया से आता है, जिसमें चूना पत्थर को गर्म करके क्लिंकर (सीमेंट का मुख्य बाइंडिंग घटक) बनाया जाता है।
पारंपरिक रूप से, नए सीमेंट फॉर्मूले विकसित करने के लिए व्यापक लैब परीक्षणों की आवश्यकता होती है, जिसमें हर एक प्रयास में सप्ताहों या महीनों का समय लगता है। PSI टीम के एआई दृष्टिकोण ने इस प्रक्रिया को बेहद तेज़ बना दिया है। उन्होंने अपने GEMS सॉफ्टवेयर से प्राप्त डेटा पर न्यूरल नेटवर्क को प्रशिक्षित किया, जो सीमेंट के सख्त होने के दौरान होने वाली जटिल रासायनिक प्रतिक्रियाओं का सिमुलेशन करता है।
"अब प्रशिक्षित न्यूरल नेटवर्क किसी भी सीमेंट रेसिपी के यांत्रिक गुणों की गणना मिलीसेकंड्स में कर सकता है—यानी पारंपरिक मॉडलिंग की तुलना में लगभग हजार गुना तेज," बोइगर बताती हैं।
शोधकर्ताओं ने यादृच्छिक परीक्षण की बजाय रिवर्स अप्रोच अपनाई—उन्होंने जेनेटिक एल्गोरिदम का उपयोग कर ऐसी विशिष्ट फॉर्मूलेशन पहचानीं, जो CO2 उत्सर्जन और सामग्री की मजबूती के लिए तय मानकों को पूरा करती हैं। एआई द्वारा पहचानी गई कई सीमेंट रेसिपी पहले ही उत्सर्जन घटाने और गुणवत्ता बनाए रखने में मजबूत संभावना दिखा चुकी हैं।
इस बहुविषयक परियोजना में सीमेंट रसायनज्ञ, थर्मोडायनामिक्स विशेषज्ञ और एआई स्पेशलिस्ट्स शामिल थे, जो स्विस सेंटर ऑफ एक्सीलेंस ऑन नेट जीरो एमिशंस (SCENE) का हिस्सा हैं। हालांकि मौजूदा अध्ययन मुख्यतः प्रूफ ऑफ कॉन्सेप्ट के तौर पर है, शोधकर्ता अपने मॉडल को कच्चे माल की उपलब्धता और पर्यावरणीय परिस्थितियों जैसे अतिरिक्त पहलुओं को शामिल करने के लिए विस्तारित करने की योजना बना रहे हैं।
"यह तो बस शुरुआत है," अध्ययन के आरंभकर्ता निकोलाओस प्रासियानाकिस कहते हैं। "ऐसी सामान्य वर्कफ्लो से जो समय की बचत होती है, वह अत्यंत विशाल है—और यह हर प्रकार की सामग्री और सिस्टम डिज़ाइन के लिए बेहद संभावनाशील दृष्टिकोण है।"