I ett betydande framsteg för hållbart byggande har forskare vid Paul Scherrer-institutet (PSI) i Schweiz tagit fram ett artificiellt intelligenssystem som snabbt kan designa klimatvänliga cementrecept – något som kan förändra en av världens mest koldioxidintensiva industrier.
Cementindustrin genererar idag ungefär 8 % av de globala koldioxidutsläppen – mer än hela världens flygsektor. PSI-teamets AI-baserade modell påskyndar upptäckten av nya cementformuleringar som bibehåller strukturell integritet samtidigt som de dramatiskt minskar miljöpåverkan.
"Detta gör det möjligt för oss att simulera och optimera cementformuleringar så att de släpper ut betydligt mindre CO2, samtidigt som de behåller samma höga mekaniska prestanda," förklarar matematikern Romana Boiger, studiens huvudförfattare. "Istället för att testa tusentals varianter i laboratoriet kan vi använda vår modell för att generera praktiska receptförslag på några sekunder – det är som att ha en digital kokbok för klimatvänlig cement."
AI-systemet fungerar genom att ersätta delar av klinker – cementens mest koldioxidintensiva komponent – med alternativa cementbaserade material. Istället för att enbart förlita sig på tidskrävande laboratorieexperiment har forskarna utvecklat en maskininlärningsmetod som kan utvärdera tusentals ingredienskombinationer nästan omedelbart.
Genombrottet kommer samtidigt som forskare världen över tävlar om att göra byggmaterial mer klimatsmarta. Vid MIT har ett parallellt projekt lett av Soroush Mahjoubi identifierat 19 möjliga cementalternativ, inklusive återvunna keramiska material som gamla kakelplattor och tegelstenar. Båda forskarlagen betonar att vardagligt avfall kan få nytt liv i framtidens byggnader.
I takt med att byggbranschen möter ökande krav på att minska sitt klimatavtryck erbjuder dessa AI-drivna innovationer en lovande väg framåt. Genom att använda artificiell intelligens för att omformulera ett av mänsklighetens äldsta och mest använda byggmaterial lägger forskarna grunden för en mer hållbar infrastruktur i en värld med begränsat koldioxidutrymme.