Инженеры из Университета Цинхуа собираются напечатать на 3D-принтере плотину ГЭС
Роботы под управлением ИИ могут построить гигантскую плотину
В исследовании ученых из Пекинского университета Цинхуа показан подробный план строительства плотины высотой 181 метр с использованием роботов, 3D-печати и искусственного интеллекта. Исследователи утверждают, что при строительстве этой массивной конструкции не потребуется прямое участие человека. Если план будет реализован, ГЭС будет производить 5 миллиардов кВтч электроэнергии ежегодно. Этого количества энергии достаточно для удовлетворения потребностей в электроэнергии 50 миллионов домохозяйств, или такого города как Пекин.
Плотина Янцюй находится в верховьях на второй по величине реке Китая, Хуанхэ. Здесь река протекает через провинцию Цинхай на Тибетском нагорье. Разработанное учеными предложение предполагает расширение существующей конструкции и увеличение ее мощности по выработке электроэнергии, что сделает ее одной из крупнейших плотин в мире. Если все пойдет по плану, то новая плотина станет самой большой 3D-печатной конструкцией на Земле.
3D печать без принтера
Технология 3D-печати в при строительстве зданий предполагает использование гигантских 3D-принтеров для нанесения бетонных слоев. Но исследователи из Университета Цинхуа разработали метод, который позволяет им реализовать 3D-печать без самого принтера. Вместо большого 3D-принтера для модернизации плотины Янцюй ученые предлагают использовать роботов, управляемых искусственным интеллектом.
Согласно исследованию, планировщик по инженерной модели определяет количества материала, необходимого для строительства одной секции плотины. Затем строительные роботы, закрепленные за этой секцией, выгружают наполнитель в заданном месте. Наконец, они выполняют «интеллектуальную укладку и прокатку», чтобы превратить материал в слой, напечатанный на 3D-принтере. Повторение этого процесса создает новые и новые слои, которые в конечном итоге формируют секцию.
Подробно объясняя процесс, ведущий автор исследования Лю Тяньюнь написал: «После завершения укладки каждого слоя роботы отправляют информацию о состоянии строительства в систему планирования. Весь процесс заполнения совершается шаг за шагом под контролем системы планирования 3D-печати». Во время строительства каждый робот работает и как отдельный рабочий, и как элемент системы планирования, а все роботы вместе функционируют как большой 3D-принтер.
Этот уникальный подход может сэкономить как время, так и ресурсы, позволяя строить несколько секций плотины Янцюй одновременно без громоздкого 3D-принтера. Роботизированная плотина должна быть введена в эксплуатацию к 2024 году — менее чем через два года. Для сравнения: на возведение плотины Три ущелья в Китае ушло девять лет.
Насколько это реально?
Плотина Янцюй — не первая впечатляющая идея аддитивного производства, предложенная исследователями из Университета Цинхуа. В 2021 году другая группа ученых напечатала на 3D-принтере девятиметровый мост в Шанхае. Он управляется через Bluetooth и может полностью развернуться менее чем за 60 секунд. Там же в Шанхае был напечатан бетонный мост длиной 27 метров. Учитывая эти успехи, есть шанс, что правительство поддержит новую идею.
Куда деваться людям?
Если 3D-печать сочетается с искусственным интеллектом и роботами (как это запланировано для проекта плотины Янцюй), это может создать проблемы. Строительство гигантской конструкции, подобной плотине Янцюй, обычно требует сотен низкоквалифицированных рабочих, а широкое внедрение роботов и искусственного интеллекта может сократить эти рабочие места.
Квалифицированные рабочие составляют примерно 30% от общей численности рабочей силы Китая, поэтому методы автоматизации могут лишить средств к существованию значительную часть населения страны. Безопасность также невероятно важна для плотин такого размера, а у инженеров нет опыта оценки надежности напечатанных плотин такого размера.