Исследователи разработали самовосстанавливающийся асфальт с использованием биомассы и искусственного интеллекта Google Cloud. Это нововведение направлено на решение проблемы выбоин в Великобритании путем создания более прочных и устойчивых дорог.
В Великобритании есть проблема выбоин, ремонт которых обходится в миллионы в год и вызывает разочарование у водителей. Но новаторские исследования, поддерживаемые искусственным интеллектом (ИИ) Google Cloud, могут предложить решение: самовосстанавливающиеся дороги из отходов биомассы.
Исследователи из Королевского колледжа Лондона и Университета Суонси в сотрудничестве с учеными из Чили разработали новый тип асфальта, который может со временем восстанавливать свои собственные трещины, устраняя необходимость в ручном обслуживании. Этот инновационный материал вдохновлен природой, имитируя самовосстанавливающиеся способности деревьев и некоторых животных. Воссоздавая эти регенеративные качества в асфальте, команда стремится создавать более прочные и устойчивые дороги.
Производство асфальта для строительства и обслуживания в Великобритании является масштабным предприятием, ежегодно производится более 20 миллионов тонн . В то время как отрасль движется в сторону более устойчивых методов, включая переработанные материалы, такие как пищевые отходы, проблема трещин и выбоин остается.
ИИ прокладывает путь
Точные причины появления трещин не до конца изучены, но они часто возникают из-за затвердевания битума, липкого черного вещества, используемого в асфальтовых смесях, из-за окисления. Ученые активно изучают этот процесс, чтобы разработать способы обратить его вспять и эффективно «сшить» асфальт обратно.
В лабораторных экспериментах исследователи продемонстрировали, что новый асфальтовый материал может залечить микротрещину менее чем за час. Этот процесс самовосстановления облегчается натуральными микрокапсулами спор и восстанавливающими средствами на основе отходов .
Команда использовала машинное обучение, тип ИИ, для изучения органических молекул в сложных жидкостях, таких как битум. Команда разработала новую модель на основе данных для ускорения атомистического моделирования , продвигая исследования окисления битума и образования трещин. Этот подход значительно быстрее и экономичнее традиционных вычислительных моделей.
Кроме того, исследователи сотрудничали с Google Cloud для разработки инструментов, которые могут определять химические свойства и позволят создавать виртуальные молекулы, предназначенные для определенных целей, аналогично методам, используемым при разработке лекарственных препаратов.
Доктор Франциско Мартин-Мартинес, эксперт по вычислительной химии в Королевском колледже Лондона, который был частью Программы научных инноваций Google Cloud в 2022 году, был одним из исследователей, работающих над этим проектом. Он отмечает, что подражание природе в ее способности к самовосстановлению продлит срок службы наших дорог, чтобы проложить путь к более устойчивой и надежной дорожной инфраструктуре. Это отчасти благодаря сотрудничеству с Google Cloud в разработке инструментов ИИ для быстрой разработки этих самовосстанавливающихся покрытий.
Доктор Хосе Норамбуэна-Контрерас, эксперт по самовосстанавливающемуся асфальту в Университете Суонси и обладатель престижной медали RILEM Robert L’Hermite 2024 года, рассматривает это исследование как значительный вклад в разработку асфальтовых дорог с нулевым уровнем выбросов и повышенной долговечностью.
Пока еще на стадии разработки, самовосстанавливающийся асфальт имеет огромные перспективы для улучшения инфраструктуры и содействия устойчивому развитию во всем мире. Это нововведение соответствует целям правительства Великобритании по достижению нулевых выбросов и решает значительную финансовую нагрузку на содержание дорог. Сокращая потребность в ремонте и продлевая срок службы дорог, самовосстанавливающийся асфальт может предложить экономически эффективное и экологически чистое решение проблемы выбоин в Великобритании.
