מכונות כרייה עם בינה מלאכותית

ענף כריית המנהרות, אחד המורכבים והמסוכנים בעולם התשתיות, עומד בפני שינוי ניכר. באופן המקובל, הפעלת מכונות כרייה (TBM) נשענה במידה רבה על האינטואיציה והניסיון של המפעילים, שנאלצו להתמודד עם תנאי קרקע בלתי צפויים, לחצי מי תהום ושינויים גיאולוגיים פתאומיים. כעת, חוקרים מאוניברסיטת הונאן (Hunan) בסין, בשיתוף עם גורמים בתעשייה, חשפו מערכת הפעלה מבוססת בינה מלאכותית המכונה "המוח החכם" (Smart Brain), אשר נועדה להפוך את המכונות האדירות האלו לאוטונומיות המגיבות בזמן אמת.

המערכת לא מסתפקת בניטור נתונים אלא מבצעת אינטגרציה של מידע מחיישנים רבים כדי "לחוש" את הקרקע לפני הכרייה. בניגוד לשיטות הקיימות, המבוססות לעיתים על תגובה לאירועים שכבר קרו, המוח החכם מנתח דפוסים ומזהה סיכונים גיאולוגיים כגון אזורי שבר או חדירת מים עוד לפני שהם נהפכים לבעיה. יכולת החיזוי הזו מאפשרת למכונה להתאים באופן דינמי את הפרמטרים של הכרייה כגון לחץ הכרייה ומהירות הסיבוב, ובכך למנוע תקלות קריטיות, להפחית את הבלאי ולשמור על יציבות המנהרה.

לפרויקטים בסדר גודל ענק בתחום התחבורה, כגון רכבות מהירות ומנהרות כביש בערים צפופות, המשמעות עצומה. היכולת לצפות שינויים בקרקע ולמנוע שקיעות או קריסות תורמת ללוחות זמנים אמינים יותר ומפחיתה את הסיכונים הכלכליים והבטיחותיים הכרוכים בעבודות תת־קרקעיות. במקום להסתמך על הגדרות קבועות מראש, המערכת לומדת ומשתפרת תוך כדי תנועה, מה שמביא להתייעלות אנרגטית ולהארכת חיי הציוד.

המהלך של סין משתלב באסטרטגיה רחבה יותר של מעבר לבנייה חכמה ואוטומטית כדי להפחית את התלות בכוח אדם ולשפר את הפריון. הטכנולוגיה, שפותחה כמענה לאתגרים מקומיים, נושאת פוטנציאל יצוא גלובלי ועשויה להיהפך לסטנדרט החדש בפרויקטים בינלאומיים באירופה, באסיה ובאמריקה.

בעידן שבו ערים מתרחבות אל מתחת לפני הקרקע ופרויקטים חוצי גבולות של תשתית נעשים נפוצים יותר, TBM החכם מייצג קפיצת מדרגה: ממכונה מכנית המופעלת על ידי אדם למערכת לומדת וצופה פני עתיד. זה לא רק שדרוג טכנולוגי אלא שינוי תפיסתי בניהול סיכונים ובביצוע פרויקטים הנדסיים מורכבים.

הרלוונטיות של "המוח החכם" למכונות כרייה חורגת הרבה מעבר לגבולות סין, שכן האתגרים התת־קרקעיים הם אוניברסליים. מדינות באירופה, באמריקה ובמזרח התיכון מקדמות כיום פרויקטים גדולים - ממנהרות רכבת באלפים דרך הרחבת מערכות מטרו בערים היסטוריות צפופות ועד מיזמי תשתית גרנדיוזיים במדבריות. בכל אחד מהמקרים האלו היכולת לחזות שינויים גיאולוגיים בזמן אמת קריטית למניעת שקיעת קרקע בערים או קריסות באזורים הרריים.

יתרה מזו, בעולם הסובל ממחסור במפעילים מיומנים בעלי ניסיון של עשרות שנים, מערכת אוטונומית הלומדת ומשתפרת מפרויקט לפרויקט משמשת פתרון לבעיית כוח האדם ומאפשרת סטנדרטיזציה של איכות הביצוע. אם הטכנולוגיה הסינית תוכיח את אמינותה, היא צפויה להיהפך לסטנדרט מבוקש במכרזים בינלאומיים ולשנות את האופן שבו קבלנים גלובליים מתמחרים ומנהלים סיכונים בפרויקטים של תשתיות.

לפרטים נוספים