Corps assegna 1,4 milioni di dollari per AI Assist in 3D

May 20, 2023

Kamal Khayat, qui con una stampante 3D nel Laboratorio di Caratterizzazione dei Materiali Avanzati della Missouri S&T University, guida un team che ha vinto una sovvenzione di 1,4 milioni di dollari dal Corpo degli Ingegneri dell'Esercito degli Stati Uniti relativo alla stampa 3D del calcestruzzo, tra gli sforzi di ricerca correlati presso l'Università di Rolla. scuola.

Foto di Michael Pierce/Missouri S&T

Un gruppo di ricerca dell’Università di Scienza e Tecnologia del Missouri ha vinto una sovvenzione di 1,4 milioni di dollari del Corpo degli Ingegneri dell’Esercito degli Stati Uniti per sviluppare un programma di intelligenza artificiale che determinerà i migliori materiali disponibili localmente per il calcestruzzo posato con i metodi di stampa 3D consolidati dell’agenzia.

Questa tecnologia consentirà al Corps, agenzia proprietaria della maggior parte delle infrastrutture sui corsi d’acqua navigabili statunitensi, di stampare rapidamente in 3D strutture in calcestruzzo senza fare affidamento sulla consegna di grandi quantità di materiale tramite camion di calcestruzzo e altri metodi. Strumenti basati sull’intelligenza artificiale come Concrete.ai e quello sviluppato per il Corpo stanno rapidamente cambiando il modo in cui viene consegnato il materiale da costruzione. Utilizza l'apprendimento automatico per ottimizzare le miscele che possono sfruttare al meglio i materiali disponibili localmente come aggregati e additivi alternativi.

"Sfruttando la potenza dell'intelligenza artificiale, il nostro team di ricerca mira a semplificare il processo di selezione dei materiali, garantendo prestazioni ottimali ed efficienza in termini di costi", afferma Kamal Khayat, team leader presso Missouri S&T a Rolla e vicerettore universitario per la ricerca e l'innovazione. " Il programma AI valuterà un’ampia gamma di materiali disponibili localmente in varie aree e identificherà le combinazioni più appropriate per la stampa 3D del calcestruzzo”.

Khayal, anche lui professore di ingegneria civile, ha affermato che l’utilizzo dello strumento di intelligenza artificiale ancora in sviluppo migliorerà l’efficienza del processo di costruzione, migliorerà la sicurezza delle truppe, aprirà la strada a pratiche più sostenibili e aiuterà ad accelerare le missioni di assistenza umanitaria negli Stati Uniti e all’estero. I ricercatori del team hanno esperienza in scienza e ingegneria dei materiali, ingegneria civile e informatica.

Secondo Khayat, il programma potrebbe potenzialmente creare di tutto, da ponti e caserme temporanee a corpi di guardia e ostacoli di difesa. Negli ultimi cinque anni il Corpo ha dedicato gran parte del suo budget per la ricerca alla ricerca di metodi migliori di costruzione in calcestruzzo, alcuni da utilizzare su progetti di chiuse e dighe ma anche per uso militare globale statunitense dove i materiali non sono sempre disponibili per le missioni. Il Corpo sta inoltre collaborando con aziende come il produttore LaFarge/Holcim per studiare modi per rendere il materiale da costruzione più sostenibile.

Il team S&T del Missouri mira a far sì che il 50% o più dei materiali utilizzati per la sua miscela di calcestruzzo AI siano di provenienza locale per sostituire quelli cementizi tradizionali. L’intelligenza artificiale verrà addestrata con le informazioni raccolte dai test per determinare con quanta facilità il calcestruzzo utilizzando ingredienti alternativi può essere pompato, estruso e utilizzato per la costruzione. Si prevede che potenziali materiali provengano da minerali naturali, sottoprodotti industriali e rifiuti agricoli, che potrebbero includere fonti come ceneri di lolla di riso, ceneri combustibili per olio di palma, dolomite macinata e vetro smerigliato.

Khayat ha affermato che l’utilizzo di questi materiali potrebbe anche potenzialmente migliorare la sostenibilità locale e fornire un vantaggio economico per le aree locali. Il progetto di ricerca prenderà in considerazione anche una varietà di fibre per rinforzare le strutture stampate in 3D, ha affermato. Verranno testate alcune fibre strutturali metalliche e sintetiche, così come fibre più non convenzionali derivate da piante e materiali riciclati come bambù, cocco, vetro, canapa, cellulosa e gomma.

La stampa 3D di materiali in calcestruzzo è una tecnologia relativamente matura per il Corpo. Ha sviluppato metodi per stampare strutture posizionando il materiale per le pareti delle baracche utilizzando un tubo flessibile e un ugello su una gru a portale e persino stampando le travi del tetto in modo simile.

"Si tratterà di un progetto globale che farà una differenza significativa nella mobilità delle nostre truppe", ha detto Khayat. "La quantità di problemi legati alla catena di approvvigionamento dei materiali sarà notevolmente ridotta, così come i costi di costruzione."