Економія до 90% матеріалів. Новий метод ШІ-оптимізації зробить будівництво екологічним та дешевим
Новий метод дозволяє оптимізувати витрати матеріалів при виробництві (Фото: Массачусетський технологічний інститут)
У 2022 році на світове виробництво будівельних матеріалів припало понад 7% від загального обсягу викидів вуглекислого газу.
Значна частина цих ресурсів витрачається неефективно. Метод топологічної оптимізації дозволяє розраховувати міцні конструкції з економією матеріалів до 90%, проте досі інженери рідко використовували його на практиці через надмірну складність отриманих комп’ютерних моделей для традиційного будівництва.
Дослідники з Массачусетського технологічного інституту (МІТ) розв’язали цю проблему, розробивши методику, яка адаптує алгоритмічно згенеровані структури до реальних будівельних вимог. Новий підхід дозволяє архітекторам встановлювати чіткі обмеження: регулювати кількість деталей, що з'єднуються в одному вузлі, визначати мінімальні кути між ними та обмежувати найменші розміри компонентів.
Алгоритм використовує метод змішаного цілочисельного програмування, який враховує точні фізичні властивості матеріалів, наприклад, здатність сталевих стійок витримувати стиснення на відміну від сталевих тросів.
Програма також ефективно комбінує різні матеріали під час проєктування ферм для будівель і мостів. Модель прораховує компроміси між екологічністю та міцністю, пропонуючи оптимальні поєднання: використання дерева для зменшення вуглецевого сліду та сталі в місцях найбільшого навантаження. Проведені експерименти засвідчили працездатність софту навіть на звичайних портативних комп’ютерах.
У майбутньому автори планують створити зменшені копії спроектованих споруд для практичних випробувань і розширити функціонал моделі для масштабних інфраструктурних об'єктів.
