בינה מלאכותית לכבישים בעלי יכולת תיקון עצמי

אוניברסיטת סוונסי ומכללת קינג'ס בלונדון משתפות פעולה עם מדענים מצ'ילה בפיתוח מערכת אספלט חדשנית שתוכל לתקן את עצמה באופן אוטומטי ולשמש פתרון ארוך טווח לבעיית הבורות בכבישים בבריטניה. בורות בכבישים בבריטניה גורמים נזק כלכלי המוערך ב-143.5 מיליון ליש"ט בשנה. הכבישים החדשים ינצלו בינה מלאכותית כדי לשפר את עמידות האספלט ולתקן נזקים לפני שהם מחמירים.

סדקים באספלט נגרמים כאשר ביטומן מתחמצן מתקשה ונפרד. המערכת החדשה תהפוך את התהליך הזה באמצעות חומרים נקבוביים קטנים הנקראים נבגים. הנבגים מופקים מצמחים וממולאים בשמנים ממוחזרים המשתחררים כאשר הביטומן מתחיל להתחמצן ולהיסדק. הם ממלאים את הסדקים ומחברים מחדש את הביטומן, לפיכך הכביש מתאחה מעצמו.

לבינה המלאכותית יש תפקיד מרכזי במחקר על ידי ניתוח מולקולות אורגניות בנוזלים כגון ביטומן ופיתוח מודל שמאיץ סימולציות אטומיות לשימוש בחקר חמצון הביטומן והיווצרות סדקים. נוסף על מניעת נזקים ושיפור עמידות הכבישים, המערכת תסייע להפחית פליטת פחמן מתחזוקת כבישים, שכן הצורך בתחזוקה תכופה יפחת מאוד.

בשנת 2023 הוערך, כי בורות גרמו נזקי רכבים בשווי של 474 מיליון ליש"ט. דו"ח של משרד הביקורת הלאומי בבריטניה חשף, כי רק 48 אחוזים מהכבישים המקומיים, שהם 98 אחוזים מכל רשת הכבישים במדינה, מדורגים במצב טוב, ואילו 17 אחוזים מדורגים במצב ירוד. אחוז התחזוקה של כבישי A באנגליה ירד ל-5.2 אחוזים בלבד בשנה שעברה.

ד"ר חוזה נורמבואנה-קונטרראס, מרצה בכיר להנדסה אזרחית באוניברסיטת סוונסי מסביר, כי המחקר מאגד מומחים בהנדסה אזרחית, כימיה ומדעי המחשב, ומשתמש בכלים מתקדמים של גוגל קלאוד. לדבריו, שילוב של אספלט בעל יכולת תיקון עצמי עם חומרים בני-קיימה ובינה מלאכותית ממקם את המחקר בחזית החדשנות התשתיתית ומקדם פיתוח כבישים עמידים יותר עם פליטת פחמן נמוכה.

הוא מציין, כי פליטת פחמן משמעותית מקורה בייצור אספלט, לכן ככל שמגזר התחבורה שואף להפחית את הפליטות כדי לעמוד ביעד של ממשלת בריטניה לאפס פליטות עד 2050, חומרים ביטומניים חדשניים נעשים עדיפות מחקרית מרכזית.

ד"ר פרנסיסקו מרטין מרטינז, מומחה לכימיה חישובית במכללת קינג'ס בלונדון מסביר, כי ההשראה מגיעה מהטבע: בדיוק כפי שעצים ובעלי חיים מסוגלים לרפא את עצמם, כך גם אספלט עם יכולת ריפוי עצמי יוכל להאריך את חיי הכבישים ולהפחית את הצורך בתחזוקה יקרה ומורכבת.

מלבד טכנולוגיית התיקון העצמי, החומר החדש משתמש בחומרי גלם ממוחזרים, בכלל זה פסולת ביומסה שמקטינה את התלות בנפט ובמשאבי טבע. לדבריו, השימוש בפסולת ביומסה, שהיא מקומית וזמינה, יוזיל את עלויות הייצור של אספלט ויהפוך את התחבורה לבת-קיימה יותר.

לפרטים נוספים