Đập thủy điện Yangqu trên Cao nguyên Tây Tạng được xây dựng bằng công nghệ in 3D. Ảnh: Weibo
Xây đập thủy điện bằng công nghệ in 3D
Tờ Bưu điện Hoa Nam Buổi sáng (SCMP) đưa tin, Trung Quốc đang ứng dụng trí tuệ nhân tạo (AI) để xây dựng đập thủy điện Yangqu trên Cao nguyên Tây Tạng bằng công nghệ in 3D lớn nhất thế giới.
Theo các nhà khoa học tham gia dự án, đập thủy điện Yangqu cao 180 mét sẽ được xây dựng từng lớp giống như quy trình sản xuất phụ gia được sử dụng trong công nghệ in 3D; máy xúc, xe tải, máy ủi, máy lát và xe lu được sử dụng trong quá trình xây dựng đều là thiết bị không người lái và được điều khiển bởi AI.
Khi hoàn thành vào năm 2024, đập Yangqu sẽ tạo ra gần 5 tỷ kilowatt giờ điện mỗi năm. Nguồn điện sẽ đi qua một đường dây điện cao thế dài 1.500 km được xây dựng dành riêng cho việc truyền tải năng lượng xanh, đi từ thượng nguồn sông Hoàng Hà đến Hà Nam - nơi sinh sống của 100 triệu người dân.
Trong một bài báo được xuất bản trên Tạp chí Khoa học và Công nghệ của Đại học Thanh Hoa (Trung Quốc), Liu Tianyun - nhà khoa học trưởng dự án - cho biết, việc xây dựng đập và in 3D “về bản chất giống hệt nhau”.
Theo ông Liu, sau nhiều năm thử nghiệm và phát triển, công nghệ in 3D cho cơ sở hạ tầng lớn đã sẵn sàng để ứng dụng hàng loạt và “giải phóng con người khỏi những công việc nặng nhọc, lặp đi lặp lại và nguy hiểm”.
Ông Liu cho biết, nhóm của ông đã nảy ra ý tưởng “in” các dự án xây dựng quy mô lớn từ khoảng 10 năm trước. Họ cho rằng, toàn bộ công trường xây dựng có thể được biến thành một máy in khổng lồ, với rất nhiều máy móc tự hoạt động, phối hợp nhịp nhàng với nhau.
Phù hợp cho môi trường xây dựng nguy hiểm
Theo tờ SCMP, máy in 3D ban đầu được phát triển với mục đích sản xuất các linh kiện từ vật liệu quý hiếm với chi phí tiết kiệm nhất. In hoặc tạo thêm các linh kiện sẽ tạo ra ít phế liệu hơn so với phương pháp cắt và mài.
Kể từ đó, một số kiến trúc sư đã bắt đầu áp dụng công nghệ này vào việc xây dựng các tòa nhà, tuy rằng các dự án cho đến nay vẫn còn ở quy mô nhỏ. Như tòa nhà văn phòng in 3D đầu tiên, trụ sở của Tổ chức Tương lai Dubai (UAE), chỉ cao 6 mét.
Các kỹ sư dân dụng Trung Quốc cũng đã khá quen thuộc với AI, vốn được sử dụng để xây dựng con đập lớn thứ hai thế giới Baihetan (ở tỉnh Tứ Xuyên và Vân Nam) chỉ trong 4 năm. Nhưng cho đến nay, in 3D vẫn chủ yếu đóng vai trò điều phối trong các dự án.
Ông Liu và các đồng nghiệp cho biết, việc thử nghiệm công nghệ này trong các dự án xây dựng trước đây cho thấy máy móc thông minh có thể thực hiện công việc tốt hơn con người, “đặc biệt là trong một số môi trường khắc nghiệt và nguy hiểm”.
Theo các kênh truyền thông nhà nước Trung Quốc, công việc xây dựng đập thủy điện đã bắt đầu vào cuối năm ngoái tại khu tự trị Hải Nam Tây Tạng thuộc tỉnh Thanh Hải. Sau khi "cắt" mô hình 3D của đập thủy điện thành nhiều lớp, hệ thống AI của dự án sẽ điều phối một nhóm robot để cùng "in".
Máy xúc không người lái sẽ có thể xác định vị trí và xúc vật liệu từ bãi tập kết lên xe tải tự động, trong đó có một số xe chạy bằng điện. Theo một lộ trình được tối ưu hóa bởi AI, các xe tải sẽ vận chuyển đúng loại vật liệu đến đúng vị trí vào đúng thời điểm được định vị bởi robot máy ủi và máy lát, từ đó tạo nên từng lớp của cấu trúc đập.
Các con lăn tự động sẽ ép các lớp dính chặt vào với nhau và các lớp này cũng được trang bị cảm biến. AI sử dụng những cảm biến này để giám sát chất lượng công trình bằng cách phân tích độ rung của mặt đất và các dữ liệu khác.
Những đột phá trong công nghệ AI bao gồm tính năng học tăng cường sâu, có nghĩa là máy móc giờ đây có thể nhận biết gần như tất cả các đối tượng trên công trường xây dựng, ứng phó với những bất ổn khi môi trường thay đổi và thực hiện các tác vụ khác nhau một cách linh hoạt.
Theo ông Liu Tianyun, máy móc thông minh sẽ không mắc các lỗi thường gặp của con người. Các tài xế xe tải thường giao vật liệu đến sai vị trí, trong khi sỏi đá trên đường và độ rung mạnh khiến người điều khiển xe lu không thể lái xe thẳng hoàn toàn. Và hầu hết các công nhân không thể đọc các bản vẽ thiết kế kỹ thuật một cách chính xác.
Theo các nhà khoa học, lợi ích lớn nhất của máy móc là khả năng hoạt động trong môi trường nguy hiểm đến tính mạng mà không bị đau đầu do thiếu oxy hoặc kiệt sức sau khi làm việc liên tục trong 24 giờ.
Tuy vậy, không phải tất cả các công việc trong quá trình xây dựng đập đều sẽ được máy móc xử lý. Nhóm các nhà khoa học cho biết, việc khai thác đá từ những ngọn núi gần đó sẽ được thực hiện thủ công vì tính phức tạp của nhiệm vụ.
Nhóm của ông Liu cho biết, công nghệ này cũng có thể được sử dụng trong các dự án cơ sở hạ tầng khác, chẳng hạn như xây dựng sân bay và đường bộ.
“AI dựa trên kiến thức, thông tin và dữ liệu là một công cụ mới, sẽ định hình tương lai của chúng ta”, nhóm các nhà khoa học nói.