Studija koju je nedavno objavio tim istraživača sa Sveučilišta Tsinghua u Pekingu otkrila je planove za izgradnju brane visoke 594 stope pomoću robota, 3D printanja i umjetne inteligencije. Istraživači tvrde da nema ljudskog rada mora biti izravno angažiran u izgradnji ove masivne strukture—ako se plan ostvari, brana bi proizvodila 5 milijardi kWh električne energije godišnje. Tolika količina energije bit će dovoljna da zadovolji potrebe za električnom energijom 50 milijuna domova u Kini.
Brana Yangqu nalazi se na drugoj najvećoj rijeci u Kini, Žutoj rijeci, gdje teče kroz pokrajinu Qinghai na tibetanskoj visoravni. Tamo je već brana na rijeci, tako da prijedlog uključuje proširenje postojeće strukture i povećanje kapaciteta za proizvodnju električne energije, što je čini jednom od najvećih svjetskih brana. Ako sve bude po planu, brana Yangqua postat će najveća ikada 3D ispisana struktura napravljena umjetnom inteligencijom na planetu.
3D ispis bez pisača
Tehnologija 3D ispisa u građevinskoj mjeri uključuje korištenje golemih 3D pisača za proizvodnju betonskih slojeva koji tvore strukturu. Nasuprot tome, istraživači sa Sveučilišta Tsinghua razvili su metodu koja im omogućuje 3D ispis betona bez pisača. Planiraju koristiti pristup aditivne proizvodnje koji koristi računalni sustav za planiranje koji uzima u obzir 3D strukturu. Koristit će se Roboti kojima upravlja AI umjesto velikog 3D pisača za izgradnju nadogradnje brane Yangqu.
Prema studiji, sustav za planiranje koristi projektni model brane za određivanje količine materijala potrebnog za izgradnju određenog dijela brane. Građevinski roboti dodijeljeni toj sekciji zatim skupljaju materijal za punjenje i istovaraju ga na ciljano mjesto. Na kraju, oni izvode "inteligentno popločavanje i valjanje" kako bi materijal pretvorili u 3D ispisani sloj. Ponavljanje ovog procesa stvara više slojeva koji na kraju dovršavaju odjeljak.
Detaljno objašnjavajući proces, glavni autor studije i profesor na Građevinskom fakultetu Sveučilišta Tsinghua, LIU Tianyun, napisao, “Kad je svaki sloj konstrukcije gotov, roboti šalju informacije o stanju konstrukcije sustavu za planiranje. Potpuni proces punjenja zatim se ispisuje korak po korak pod kontrolom sustava za planiranje 3D ispisa.” Tijekom izgradnje, svaki robot radi kao radna snaga i kao ulaz u sustav raspoređivanja; zajedno, roboti funkcioniraju kao veliki 3D printer.
Ovaj jedinstveni pristup mogao bi uštedjeti i vrijeme i resurse, omogućujući izgradnju više dijelova brane Yangqu odjednom i bez glomaznog 3D pisača koji može zahtijevati kontinuirano ljudska pomoć. Brana Yangqu napravljena od robota trebala bi biti funkcionalna do 2024. - manje od dvije godine od sada. To možete usporediti s dvije druge najveće brane koje je napravio čovjek, branom Oroville u SAD-u i branom Tri klanca u Kini, za čije je dovršenje trebalo sedam, odnosno devet godina.
Sjajna ideja - hoće li se ostvariti?
Brana Yangqu nije prva impresivna ideja aditivne proizvodnje koju su predložili istraživači sa Sveučilišta Tsinghua. Godine 2021. drugi tim znanstvenika vodio je razvoj 3D tiskanog mosta na uvlačenje u Šangaju. Ovaj most dug devet metara je kontroliran putem Bluetootha i može se potpuno proširiti za manje od 60 sekundi. Tim je također u prošlosti 3D ispisao zgradu knjižnice i betonski most dug 86 stopa. S obzirom na ove prošle uspjehe, postoji šansa da će vlada krenuti naprijed s najnovijom idejom ove skupine.
Međutim, kada se 3D ispis kombinira s AI i roboti (kao što je planirano za projekt brane Yangqu), također može predstavljati probleme. Izgradnja masivne strukture slične brani Yangqu općenito zahtijeva stotine ljudskih radnika i mnoge druge vrste niskokvalificiranih radnika; široko usvajanje robota pokretanih umjetnom inteligencijom moglo bi dovesti do okončati ove poslove.
Račun za kvalificirane radnike otprilike 30 posto ukupne kineske radne snage, tako da bi prakse automatizacije mogle ugroziti egzistenciju velike populacije u zemlji. Sigurnost je također nevjerojatno važna za brane ove veličine, a mi nemamo iskustva u procjeni rezultata ove vrste procesa.
3D ispis ima razne prednosti u odnosu na tradicionalne metode gradnje; na primjer, mala kuća za čiju dovršetak mogu potrajati mjeseci izgrađen u roku od 24 sata i uz puno niži proračun korištenjem 3D ispisa. NASA ima čak i planove upotrijebiti 3D ispis za izgradnju struktura na Mjesecu pogodnih za ljude. Pristup predložen u ovom radu ima potencijal pružiti daljnje mogućnosti za buduću konstrukciju potpunim uklanjanjem pisača.
Časopis Sveučilišta Tsinghua, 2022. DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2022.25.045 (O DOI)
Rupendra Brahambhatt je iskusna novinarka i filmašica. Pokriva vijesti iz znanosti i kulture, te fili posljednjih pet godina, radio je s novinskim agencijama, časopisima i medijskim markama koje djeluju u različitim dijelovima svijeta.
