منازل جاهزة تشيد في يوم واحد.. بالطباعة المجسمة

الصينيون يوفرونها بأسعار رخيصة والهولنديون يجهزونها بأثاث إضافي

منازل جاهزة تشيد في يوم واحد.. بالطباعة المجسمة
TT

منازل جاهزة تشيد في يوم واحد.. بالطباعة المجسمة

منازل جاهزة تشيد في يوم واحد.. بالطباعة المجسمة

طورت شركة «وين صن» الصينية للهندسة والتصاميم والديكور التي مقرها شنغهاي، علوم الطباعة ثلاثية الأبعاد، وذلك بطباعتها لجميع الأجزاء والقطع التي يحتاجها تشييد المنازل، وبالتالي استخدامها لبناء عشرة مساكن في يوم واحد. وصنعت غالبية هذه المساكن الجاهزة من الإسمنت، مع مواد أخرى مضافة إليها لأغراض أخرى.

* «طباعة» المنازل
هذه الطباعة بالأبعاد الثلاثة أصبحت من الأمور الشائعة، إذ يقوم طلاب الكليات والجامعات في جميع أنحاء البلاد بطباعة أجسام صغيرة، سواء للأغراض الثقافية والتعليمية، أو لمجرد التسلية. وعلى الرغم من أن الوقت شرع يقترب لحاجة غالبية المستهلكين إلى طابعات ثلاثية الأبعاد في منازلهم لإنتاج ما يحتاجونه، إلا أن الحاجة الحقيقية تكمن في مشاريع البناء والعمران. وكان البعض قد ارتأى أن منازل المستقبل قد تستغرق طباعتها ساعة واحدة تقريبا، مما يخفض من الكلفة وأجور العمالة إلى لا شيء تقريبا. وفي هذا المجال يبدو أن هذا الفريق في الصين، شرع يحولها إلى حقيقة ثابتة اليوم وليس غدا.
ولا تقوم «وين صن» بطباعة المنزل كله، بل بطباعة الأجزاء الأساسية، مستخدمة الإسمنت كالحبر في المطابع العادية، وتجف هذه القطع بسرعة، ليمكن استخدامها في تجميع منزل كامل بمساحة 2100 قدم مربعة. والنتيجة هنا قليل من العمالة، ومواد منخفضة الكلفة، ومنازل بسعر متدن جدا لا يتعدى سعر الواحد منه عن 4800 دولار.
وهذه المنازل التي تشيد في الصين هي نقيض ما يجري في أمستردام تماما، حيث يقوم طاقم بتنفيذ مشروع يرمي إلى طباعة منزل كامل مؤلف من 13 غرفة، بما فيها بعض المفروشات والأثاث، كل ذلك بعملية واحدة، والجدول الزمني لذلك ثلاث سنوات، والمنتج النهائي قد يكلف الملايين.
ولطباعة أجزاء المنزل وأقسامه تستخدم «وين صن» طابعة عملاقة بطول 490 قدما، وعرض 33 قدما، وارتفاع 20 قدما، ومن غير المحتمل أن تخطط الشركات الأخرى في استخدام هذه الطابعة للشروع بطباعة أجزاء لمنازل لبيعها للمستهلكين.
لذا، فقد أعلنت الشركة عن نيتها فتح 100 مصنع للتدوير، لتحويل الردم والنفايات والمتبقيات إلى مواد مناسبة لإضافتها إلى الإسمنت، الذي يقوم هنا بمقام الحبر في المطابع العادية.
ويعتقد المسؤولون الصينيون أن بالإمكان استخدام نظامهم هذا لإنتاج عدد كبير من المنازل بأسعار معقولة لحساب الفقراء الذين لا يستطيعون شراء المنازل التقليدية.



لأول مرة: الذكاء الاصطناعي يصمم توربين رياح لتوليد الطاقة بين المباني

لأول مرة: الذكاء الاصطناعي يصمم توربين رياح لتوليد الطاقة بين المباني
TT

لأول مرة: الذكاء الاصطناعي يصمم توربين رياح لتوليد الطاقة بين المباني

لأول مرة: الذكاء الاصطناعي يصمم توربين رياح لتوليد الطاقة بين المباني

صمم نظام ذكاء اصطناعي جديد توربين رياح لأول مرة في التاريخ، وفقاً لمطوره.

نظام ذكاء هندسي ثوري

وأعلنت شركة «EvoPhase» البريطانية أن الذكاء الاصطناعي الخاص بها تخلى عن جميع القواعد الراسخة في هندسة مثل هذه الأجهزة. وبناءً على اختباراتها، فإن اختراعها أكثر كفاءة بسبع مرات من التصميمات الحالية.

تتكون «شفرة برمنغهام» The Birmingham Blade -كما تسمي الشركة التوربين- من ست أذرع موازية للأرض متصلة بمحور عمودي مركزي. وتحتوي كل ذراع على شفرة رأسية، وسطح به موجتان تغيران زاوية هجومهما عبر ارتفاعها وطولها.

لعمل مع سرعات رياح منخفضة

يتم تحسين توربينات الرياح التقليدية لسرعات رياح تبلغ نحو 33 قدماً في الثانية. في المقابل، تم تصميم «الشفرة» لسرعات الرياح المتوسطة المنخفضة النموذجية للمناطق الحضرية مثل برمنغهام، والتي تبلغ نحو 12 قدماً في الثانية. هذا يزيد قليلاً عن ثمانية أميال (13كلم تقريباً) في الساعة.

وتم تحسين التصميم للعمل بين المباني الشاهقة التي تنتج أنماط اضطراب تؤثر على فاعلية تصميمات التوربينات الحضرية الأخرى. وإذا ثبت أن هذا صحيح، فقد يفتح التصميم الباب أمام إنتاج كهرباء غير محدود في المباني المكتبية والسكنية بتكلفة تكاد تكون معدومة.

يقول ليونارد نيكوسان، كبير مسؤولي التكنولوجيا في الشركة، في بيان صحافي: «كان استخدام الذكاء الاصطناعي ضرورياً للتحرر من التحيزات طويلة الأمد التي أثرت على تصميمات التوربينات خلال القرن الماضي. سمح لنا الذكاء الاصطناعي باستكشاف إمكانيات التصميم خارج نطاق التجارب البشرية التقليدية».

وفقاً لنيكوسان، تمكن المصممون من «توليد واختبار وتحسين أكثر من 2000 تصميم لتوربينات الرياح في غضون أسابيع قليلة، ما أدى إلى تسريع عملية التطوير لدينا بشكل كبير وتحقيق ما كان يستغرق سنوات وملايين الجنيهات من خلال الطرق التقليدية».

سحر «التصميم التطوري»

«التصميم التطوري الموجه بالذكاء الاصطناعي» هو منهجية تقوم على نفس فكرة الانتقاء الطبيعي. تبدأ العملية بتوليد آلاف المتغيرات التصميمية التي يتم تقييمها وفقاً لوظيفة «البقاء للأفضل»، والتي تحدد مدى نجاح كل متغير في تلبية أهداف المشروع. ويختار الذكاء الاصطناعي أفضل البدائل لاستخدامها أساساً لتكرارات جديدة، وإعادة الجمع بين الميزات وتنويعها لتطوير إصدارات محسنة.

تتكرر هذه الخطوات حتى يصل الذكاء الاصطناعي إلى حل يحقق تحسين جميع العلامات المهمة مثل الكفاءة الديناميكية الهوائية، والاستقرار الهيكلي، والوزن، أو الاكتناز.

تقول الشركة إن عمليتها تتجنب التحيزات البشرية الموجودة في الهندسة التقليدية. بطبيعتها، تكون الهندسة التقليدية محدودة بالأفكار والمعرفة السابقة.

من ناحية أخرى، يستكشف الذكاء الاصطناعي مجموعة واسعة من الاحتمالات دون القيود في العقل البشري. عندما تجمع بين جيل الذكاء الاصطناعي والتكرار التطوري، يمكن أن يؤدي هذا إلى نتائج مبتكرة تتحدى غالباً الفطرة السليمة ولكنها لا تزال تعمل.

إن نهج التصميم التطوري هذا ليس جديداً تماماً، إذ استخدمت صناعة الطيران والفضاء برامج بهذه القدرات لسنوات. ومثلاً استخدمت شركة «إيرباص»، بالتعاون مع شركة «أوتوديسك»، عملية مماثلة لتصميم حاجز مقصورة خفيف الوزن للغاية لطائراتها من طراز A320وظهرت النتيجة مستوحاة من هياكل العظام الطبيعية، ما أدى إلى انخفاض الوزن بنسبة 45 في المائة مقارنة بالهياكل المماثلة المصممة بالطرق التقليدية.

كما طبقت شركة «جنرال إلكتريك» الخوارزميات التطورية في إعادة تصميم حامل محرك نفاث جديد، مما أدى إلى انخفاض وزن القطعة بنسبة 80 في المائة. وتستخدم وكالة «ناسا» أيضاً هذه التقنية منذ سنوات، ففي عام 2006 استخدمت الوكالة خوارزمية تطورية لتصميم «هوائي متطور».

نجاح توربين «برمنغهام بليد»

لقد طبق فريق المصممين بقيادة الدكتور كيت ويندوز - يول من جامعة برمنغهام هذه العملية التطورية لحل مشكلة تكافح العديد من تصميمات التوربينات لمعالجتها: كيفية العمل بكفاءة في البيئات الحضرية، حيث تكون الرياح أبطأ وأكثر اضطراباً بسبب المباني.

ويقول نيكوسان: «كنا بحاجة إلى توربين يمكنه التقاط سرعات الرياح المنخفضة نسبياً في برمنغهام مع إدارة الاضطرابات الناجمة عن المباني المحيطة. وكان لا بد أن يكون التصميم أيضاً مضغوطاً وخفيف الوزن ليناسب التركيبات على الأسطح».

* مجلة «فاست كومباني» خدمات «تريبيون ميديا»