瑞士研究人员开发的一套突破性人工智能系统，有望彻底革新全球最具碳排放强度的产业之一——水泥生产。
保罗谢勒研究所（PSI）团队打造了一个被称为“气候友好型水泥数字食谱”的AI模型，能够以极快速度设计出碳足迹大幅降低、且保持必要结构性能的新型水泥配方。
“这让我们能够模拟并优化水泥配方，使其在显著减少二氧化碳排放的同时，依然具备高水平的力学性能。”该研究的第一作者、数学家Romana Boiger在2025年6月发表于《Materials and Structures》期刊的论文中这样解释道。
这一创新的重要性难以言表。水泥生产约占全球二氧化碳排放的8%——甚至超过全球航空业的总排放。其中约一半的排放源自加热石灰石以生产熟料（即水泥的主要胶结成分）时发生的化学反应。
传统上，开发新型水泥配方需要大量实验室测试，每一轮迭代都需耗时数周甚至数月。PSI团队的AI方法极大加速了这一过程，利用在GEMS软件数据上训练的神经网络，能够模拟水泥硬化过程中复杂的化学反应。
“经过训练的神经网络现在可以在毫秒级别计算任意水泥配方的力学性能——比传统建模快了大约一千倍。”Boiger解释道。
研究团队没有采用随机测试配方的方法，而是反向利用遗传算法，寻找同时满足二氧化碳排放和材料强度预设目标的特定配方。多种由AI识别出的水泥配方已显示出在保持质量的同时大幅减少排放的强大潜力。
这一跨学科项目汇集了水泥化学家、热力学专家和AI专家，作为瑞士净零排放卓越中心（SCENE）的一部分。虽然当前研究主要作为概念验证，研究人员计划将模型扩展到考虑原材料可获得性和环境条件等更多因素。
“这仅仅是开始。”发起该研究的Nikolaos Prasianakis表示，“如此通用的工作流程带来的时间节省是巨大的——这使其成为各种材料和系统设计极具前景的方法。”