چینی‌ها با پرینتر سه بعدی سد آبی می‌سازند!

گجت نیوز: چینی‌ها پیشنهاد ساخت سد آبی با استفاده از پرینتر سه بعدی را ارائه کرده‌اند. مهندسان می‌خواهند از ربات‌ها برای ساخت این سد روی یکی از رودخانه‌ها استفاده کنند.

مطالعه‌ای که اخیرا توسط تیمی از محققان دانشگاه تسینگ هوا در پکن چین منتشر شده نشان می‌دهد که طرح‌هایی برای ساخت یک سد آبی به ارتفاع ۱۸۱ متر با استفاده از ربات‌ها، فناوری چاپ سه بعدی و هوش مصنوعی ارائه شده است. محققان ادعا می‌کنند که نیازی به استفاده مستقیم از نیروی انسانی در ساخت این سازه عظیم نیست. در صورت پیشبرد این طرح، این سد می‌تواند سالانه ۵ میلیارد کیلووات ساعت برق تولید کند. این مقدار انرژی برای تامین برق مورد نیاز ۵۰ میلیون خانه در چین کافی خواهد بود.

سد یانگ کو روی دومین رودخانه بزرگ چینی موسوم به رودخانه زرد قرار گرفته که از استان ژینگ های در فلات تبت می‌گذرد. در حال حاضر یک سد روی این رودخانه وجود دارد و طرح پیشنهادی شامل بزرگ کردن ساختار موجود و افزایش ظرفیت تولید برق آن است که این سد را به یکی از بزرگترین سدهای جهان تبدیل می‌کند. اگر همه چیز طبق برنامه پیش برود، سد یانگ کو به بزرگترین سازه‌ای تبدیل می‌شود که با استفاده از پرینتر سه بعدی و توسط هوش مصنوعی ساخته شده است.

چاپ سه بعدی بدون پرینتر!

فناوری چاپ سه بعدی در مقیاس ساختمانی شامل استفاده از پرینترهای سه بعدی غول‌پیکر برای تولید لایه‌های بتنی است که ساختار سازه را تشکیل می‌دهند. در مقابل، محققان دانشگاه Tsinghua روشی را توسعه داده‌اند که به آنها اجازه می‌دهد بتن را بدون چاپگر به صورت سه بعدی پرینت کنند. آنها قصد دارند از یک رویکرد تولید افزودنی استفاده کنند که از یک سیستم برنامه‌ریزی کامپیوتری کمک می‌گیرد و ساختار سه بعدی را ایجاد می‌کند. این دستگاه از ربات‌های کنترل شده با هوش مصنوعی به جای یک پرینتر سه بعدی بزرگ برای ساختن سازه‌ی سد یانگ کو استفاده خواهد کرد.

بر اساس این تحقیقات، سیستم برنامه‌ریزی شده از مدل طراحی سد برای تعیین میزان مصالح مورد نیاز برای ساخت یک بخش خاص از سد آبی استفاده می‌کند. ربات‌های سازنده که به این بخش اختصاص داده شده‌اند، مواد پرکننده را جمع‌آوری کرده و آن را در نقطه مورد نظر تخلیه می‌کنند. در نهایت آنها فرایند ساخت و ساز هوشمند را انجام می‌دهند تا مواد را به یک لایه چاپ سه بعدی تبدیل کنند. تکرار این فرایند باعث ایجاد چندین لایه می‌شود که در نهایت این بخش از سازه را تکمیل می‌کند.

مراحل ساخت سد آبی یانگ کو با پرینتر سه بعدی و ربات‌ها

لیو تیانیون، نویسنده ارشد این مطالعه و عضو هیات علمی دانشکده مهندسی عمران دانشگاه Tsinghua درباره این فرایند این‌گونه توضیح داد: هنگامی که هر لایه ساخت و ساز به پایان رسید، ربات‌ها اطلاعات وضعیت ساخت و ساز را به سیستم زمانبندی ارسال می‌کنند. سپس فرایند پر کردن به صورت گام به گام تحت کنترل سیستم برنامه‌ریزی چاپ سه بعدی پرینت می‌شود. در طول فرایند ساخت، هر ربات به عنوان نیروی کار و به عنوان ورودی به سیستم برنامه‌ریزی کار می‌کند. در مجموع، ربات‌ها به عنوان یک پرینتر سه بعدی بزرگ عمل خواهند کرد.

این رویکرد منحصربه‌فرد می‌تواند صرفه‌جویی قابل توجهی در زمان و منابع فراهم کند و ساخت چندین بخش از سد آبی یانگ کو را به طور همزمان و بدون نیاز به پرینتر سه بعدی حجیم که ممکن است به کمک مداوم نیروی انسانی نیاز داشته باشد، امکان‌پذیر می‌کند. سد یانگ کو تا سال ۲۰۲۴ یعنی کمتر از دو سال دیگر به بهره‌برداری خواهد رسید. این در حالی است که فرایند ساخت دو مورد از بزرگترین سدهای دست‌ساز جهان یعنی سد اوروویل در ایالات متحده آمریکا و سد سه دره در چین به ترتیب ۷ و ۹ سال طول کشید.

این ایده بزرگ عملی می‌شود؟

ساخت سد یانگ کو اولین ایده برای تولید افزودنی نیست که توسط محققان دانشگاه Tsinghua ارائه شده است. در سال 2021 میلادی، تیم دیگری از دانشمندان، توسعه یک پل جمع شونده با چاپ سه بعدی را در شانگهای رهبری کردند. این پل 9 متری از طریق بلوتوث کنترل می‌شود و می‌تواند در کمتر از 60 ثانیه به طور کامل باز شود. این تیم همچنین در گذشته ساخت یک ساختمان کتابخانه و یک پل پتنی به طول 26 متر را به وسیله چاپ سه بعدی در کارنامه داشتند. با توجه به این موفقیت‌ها، این احتمال وجود دارد که ایده جدید این گروه برای ساخت سد آبی بزرگ با استفاده از چاپ سه بعدی نیز به خوبی پیش برود.

با این حال وقتی که چاپ سه بعدی با هوش مصنوعی و ربات‌ها ترکیب شوند، یعنی همانطور که برای پروژه سد آبی یانگ کو برنامه‌ریزی شده است، ممکن است مشکلاتی نیز به وجود بیاید. ساختن یک سازه عظیم شبیه به سد یانگ کو به طور کلی به صدها نیروی انسانی و بسیاری از کارگران نیاز دارد و استفاده گسترده از ربات‌های مجهز به هوش مصنوعی می‌تواند این مشاغل انسانی را از بین ببرد.

کارگران ماهر تقریبا ۳۰ درصد از کل نیروی کار چین را تشکیل می‌دهند. بنابراین شیوه‌های اتوماسیون می‌تواند معیشت جمعیت زیادی را در این کشور تهدید کند. ایمنی نیز برای ساخت سدهایی با این اندازه بسیار مهم است و ما هنوز تجربه‌ای در ارزیابی کیفیت خروجی چنین فرایندهایی نداریم.

در سوی دیگر، پرینت سه بعدی مزایای مختلفی نسبت به روش‌های ساخت و ساز سنتی دارد. به عنوان مثال، یک خانه کوچک که ممکن است ساخت آن برای چندین ماه طول بکشید، می‌تواند در عرض ۲۴ ساعت و با بودجه بسیار کمتر به وسیله چاپ سه بعدی ساخته شود. ناسا حتی برنامه‌هایی برای استفاده از چاپ سه بعدی به منظور ساخت سازه‌های دوست‌دار انسان در ماه در سر دارد.

در هر صورت، رویکرد ارائه شده در این مقاله، این پتانسیل را دارد که با خلاص شدن از شر پرینترهای سه بعدی، گزینه‌های بیشتری را برای ساخت و ساز در آینده پیش روی انسان‌ها قرار بدهد.