Hoàn thành đập 180m trong 2 năm

SCMP đưa tin, Trung Quốc đang sử dụng trí tuệ nhân tạo để biến dự án nhà máy thủy điện trên cao nguyên Tây Tạng thành máy in 3D lớn nhất thế giới một cách hiệu quả.

Nhà máy thủy điện Dương Khúc cao 180 mét sẽ được xây dựng theo từng lớp bằng máy xúc không người lái, xe tải, máy ủi, máy lát và xe lu, tất cả đều được điều khiển bởi AI - trong cùng một quy trình tương tự như sản xuất bồi đắp (additive manufacturing) được sử dụng trong in 3D.

Khi hoàn thành vào năm 2024, đập Dương Khúc sẽ cung cấp gần 5 tỉ kilowatt giờ điện mỗi năm từ thượng nguồn sông Hoàng Hà đến Hà Nam, cái nôi của nền văn minh Trung Quốc và là nơi sinh sống của 100 triệu người.

Nguồn điện sẽ truyền qua đường dây cao thế dài 1.500 km, được xây dựng dành riêng cho việc truyền tải năng lượng xanh.

Theo nhà khoa học chính của dự án, ông Liu Tianyun, trong nghiên cứu đăng trên tạp chí Khoa học và Công nghệ của Đại học Thanh Hoa, việc xây dựng đập và in 3D “giống hệt nhau về bản chất”.

Theo ông Liu, sau nhiều năm thử nghiệm phát triển, công nghệ in 3D cho cơ sở hạ tầng lớn, đã đủ chín muồi để ứng dụng hàng loạt và sẽ “giải phóng con người khỏi những công việc nặng nhọc, lặp đi lặp lại và nguy hiểm”.

Ông Liu, nhà nghiên cứu ở phòng thí nghiệm khoa học thủy lực và kỹ thuật trọng điểm của nhà nước tại Đại học Thanh Hoa, và nhóm của ông đã nảy ra ý tưởng “in” các dự án xây dựng quy mô lớn khoảng 10 năm trước.

Họ cho rằng, toàn bộ công trường xây dựng có thể được biến thành một chiếc máy in khổng lồ, với số lượng lớn máy móc tự động hoạt động trơn tru với nhau như các bộ phận khác nhau của một cỗ máy.

Áp dụng công nghệ in 3D vào xây dựng

Máy in 3D ban đầu được phát triển như một cách ít lãng phí hơn để sản xuất các thành phần từ vật liệu quý. Việc in hoặc bồi đắp vật liệu trong quá trình in 3D tạo ra ít chất thải hơn so với phương pháp cắt và mài.

Kể từ đó, một số kiến ​​trúc sư đã bắt đầu áp dụng công nghệ này vào các tòa nhà, mặc dù các dự án cho đến nay vẫn còn nhỏ. Tòa nhà văn phòng in 3D đầu tiên là trụ sở của Dubai Future Foundation tại UAE, chỉ cao 6 mét.

Các kỹ sư dân dụng Trung Quốc không xa lạ gì với AI, vốn được sử dụng để xây dựng đập Bạch Hạc Than, con đập lớn thứ hai thế giới, chỉ trong 4 năm. Nhưng cho đến nay, AI chủ yếu đóng vai trò điều phối trong các dự án.

Việc thử nghiệm công nghệ này trong các dự án xây dựng trước đây cho thấy, máy móc thông minh có thể thực hiện công việc tốt hơn con người, “đặc biệt là trong một số môi trường khắc nghiệt và nguy hiểm” - Liu và các đồng nghiệp của ông cho biết.

Liu không trả lời ngay lập tức các câu hỏi về tiến độ của đập Dương Khúc, nhưng theo báo cáo của các phương tiện truyền thông nhà nước, công việc xây dựng đập đã bắt đầu vào cuối năm ngoái tại châu tự trị dân tộc Tạng Hải Nam, thuộc tỉnh Thanh Hải.

Sau khi "cắt" mô hình máy tính của đập thành nhiều lớp, AI ở trung tâm của dự án sẽ chỉ định một nhóm robot để xây dần từng lớp. Máy xúc không người lái sẽ có thể xác định và chất vật liệu từ bãi tập kết lên một đội xe tải tự động, một số chạy bằng điện.

Theo một tuyến đường được tối ưu hóa do AI tính toán, các xe tải sẽ vận chuyển đúng vật liệu đến đúng vị trí, vào đúng thời điểm. Các máy ủi và máy trộn bê tông bằng robot sẽ sử dụng vật liệu đó để xây từng lớp kết cấu đập.

Các xe lăn tự động sẽ lèn lớp mới cho đến khi chặt và chắc chắn, đồng thời trang bị cảm biến. AI trung tâm sử dụng những thứ cảm biến này để giám sát chất lượng công trình bằng cách phân tích độ rung của mặt đất và các dữ liệu khác.

Các bước đột phá

Các bước đột phá trong công nghệ AI, bao gồm học tăng cường sâu (deep reinforcement learning), có nghĩa là máy móc giờ đây có thể nhận ra gần như tất cả các vật thể tại chỗ, đối phó với những bất ổn trong môi trường thay đổi và thực hiện các tác vụ khác nhau một cách linh hoạt.

Máy móc cũng không mắc lỗi như thường gặp ở con người. Liu cho biết các tài xế xe tải thường giao vật liệu đến sai vị trí, trong khi độ rung mạnh khiến người điều khiển xe lu không thể chạy theo đường thẳng hoàn hảo. Và hầu hết công nhân không thể đọc các bản thiết kế kỹ thuật một cách chính xác, ông Liu nói thêm.

Tuy nhiên, ưu điểm lớn nhất của máy móc là khả năng hoạt động trong môi trường nguy hiểm đến tính mạng mà không bị đau đầu do thiếu ôxy hoặc kiệt sức sau khi làm việc liên tục trong 24 giờ.

Không phải tất cả các công việc trong quá trình xây dựng đập sẽ được máy móc xử lý. Nhóm nghiên cứu cho biết việc khai thác đá lấp từ những ngọn núi gần đó sẽ được thực hiện thủ công vì tính phức tạp của công việc.

Nhóm của Liu cho hay công nghệ này cũng có thể được sử dụng trong các dự án cơ sở hạ tầng khác, chẳng hạn như xây dựng sân bay và đường bộ. “AI dựa trên kiến ​​thức, thông tin và dữ liệu là một công cụ mới… sẽ định hình tương lai của chúng ta” - nhóm nghiên cứu nói.

Một nhà khoa học kỹ thuật dân dụng ở Nam Kinh cho biết có những giới hạn đối với công nghệ in 3D nhưng nó sẽ được sử dụng nhiều hơn trong tương lai.

“Nó không thể in một cấu trúc bao gồm các vật liệu khác nhau, chẳng hạn như bê tông cốt thép làm từ thép và xi măng. Nhưng đội quân robot xây dựng có thể bù đắp cho sự sụt giảm mạnh về nhân công do tốc độ sinh đẻ chậm", nhà khoa học này nói.