PSI के सेंटर फॉर न्यूक्लियर इंजीनियरिंग एंड साइंसेज की लेबोरेटरी फॉर वेस्ट मैनेजमेंट में एक अंतरविषयक टीम ने मशीन लर्निंग का उपयोग करते हुए सीमेंट उत्पादन के लिए एक क्रांतिकारी तरीका विकसित किया है। "यह हमें सीमेंट के फॉर्मूलेशन का सिमुलेशन और अनुकूलन करने की सुविधा देता है, ताकि वे बहुत कम CO2 उत्सर्जन करते हुए भी वही उच्च यांत्रिक प्रदर्शन बनाए रखें," अध्ययन की पहली लेखिका और गणितज्ञ रोमाना बॉइगर बताती हैं। "हजारों वेरिएशन को लैब में टेस्ट करने के बजाय, हम अपने मॉडल से कुछ सेकंड में व्यावहारिक रेसिपी सुझाव प्राप्त कर सकते हैं — यह जलवायु-अनुकूल सीमेंट के लिए एक डिजिटल कुकबुक जैसा है।"
PSI के शोधकर्ताओं ने अपने न्यूरल नेटवर्क को ओपन-सोर्स थर्मोडायनामिक मॉडलिंग सॉफ्टवेयर GEMS से प्राप्त डेटा से प्रशिक्षित किया। "GEMS की मदद से हमने विभिन्न सीमेंट फॉर्मूलेशन के लिए यह गणना की कि सख्त होने के दौरान कौन से खनिज बनते हैं और कौन से भू-रासायनिक प्रक्रियाएं होती हैं," शोधकर्ता निकोलाओस प्रासियानाकिस बताते हैं। इन परिणामों को प्रायोगिक डेटा और यांत्रिक मॉडलों के साथ जोड़कर, टीम ने सीमेंट की यांत्रिक विशेषताओं और सामग्री की गुणवत्ता के लिए विश्वसनीय संकेतक निकाले।
शोधकर्ताओं द्वारा पहचानी गई सीमेंट फॉर्मूलेशनों में पहले से ही कुछ आशाजनक उम्मीदवार हैं। PSI के सीमेंट सिस्टम्स रिसर्च ग्रुप के प्रमुख जॉन प्रोविस कहते हैं, "इनमें से कुछ फॉर्मूलेशन में वास्तव में काफी संभावनाएं हैं — न केवल CO2 में कमी और गुणवत्ता के लिहाज से, बल्कि उत्पादन में व्यावहारिकता के लिहाज से भी।" यह अध्ययन मुख्य रूप से एक प्रूफ ऑफ कॉन्सेप्ट के रूप में कार्य करता है — यह दिखाता है कि गणितीय गणना के माध्यम से आशाजनक फॉर्मूलेशन पहचाने जा सकते हैं। कार्यान्वयन से पहले, इन रेसिपियों को पहले प्रयोगशाला परीक्षणों से गुजरना होगा।
इसी तरह, MIT के शोधकर्ताओं ने पोस्टडॉक सोरूश महजौबी के नेतृत्व में नेचर की 'कम्युनिकेशंस मटीरियल्स' में एक ओपन-एक्सेस पेपर प्रकाशित किया है, जिसमें एक समान एआई-आधारित समाधान का वर्णन किया गया है। MIT टीम ने बताया कि फ्लाई ऐश और स्लैग जैसी सामग्रियों का लंबे समय से कंक्रीट मिक्स में कुछ सीमेंट को बदलने के लिए उपयोग किया जाता रहा है, लेकिन जैसे-जैसे उद्योग जलवायु प्रभाव को कम करने की ओर बढ़ रहा है, इन उत्पादों की मांग आपूर्ति से अधिक हो गई है। महजौबी बताते हैं, "हमें एहसास हुआ कि आगे बढ़ने के लिए एआई ही कुंजी है। संभावित सामग्रियों पर इतना अधिक डेटा उपलब्ध है — वैज्ञानिक साहित्य के लाखों पृष्ठ। इन्हें छांटने में कई जीवन लग जाते, और तब तक और भी नई सामग्रियां खोज ली जातीं!"
वैज्ञानिक साहित्य और 10 लाख से अधिक चट्टानों के नमूनों का विश्लेषण करते हुए, MIT टीम ने अपने ढांचे का उपयोग करके उम्मीदवार सामग्रियों को 19 प्रकारों में वर्गीकृत किया — बायोमास से लेकर खनन उप-उत्पादों और ध्वस्त निर्माण सामग्री तक। महजौबी और उनकी टीम ने पाया कि उपयुक्त सामग्री वैश्विक स्तर पर उपलब्ध हैं — और सबसे प्रभावशाली बात यह है कि कई को केवल पीसकर ही कंक्रीट मिक्स में शामिल किया जा सकता है।
ये एआई नवाचार सीमेंट उद्योग में क्रांति ला रहे हैं, निर्माण प्रक्रियाओं को बदल रहे हैं और कम-कार्बन सीमेंट उत्पादन के लिए नवाचारी और अत्यधिक प्रभावी तरीकों को सक्षम बनाकर जलवायु परिवर्तन के खिलाफ लड़ाई में अनिवार्य बनते जा रहे हैं।