Đập thủy điện cao 180 m in 3D trên cao nguyên Tây Tạng

Các nhà nghiên cứu Trung Quốc đang sử dụng trí tuệ nhân tạo để biến một dự án xây đập ở tỉnh Thanh Hải thành máy in 3D lớn nhất thế giới.

Nhà máy thủy điện Dương Khúc cao 180 m sẽ được xây theo từng lớp mỏng bằng máy đào, xe tải, máy ủi, máy trộn bê tông và xe lăn không người lái. Tất cả máy móc đều được điều khiển bằng trí tuệ nhân tạo (AI), tương tự quá trình sản xuất bồi đắp sử dụng trong in 3D. Khi hoàn thành vào năm 2024, đập Dương Khúc sẽ cung cấp gần 5 tỷ kilowatt giờ điện mỗi năm từ các nhánh thượng nguồn của sông Hoàng Hà đổ vào Hà Nam, nơi ở của 100 triệu người. Điện sẽ truyền qua đường dây cao thế dài 1.500km.

Đập thủy điện cao 180 m in 3D trên cao nguyên Tây Tạng
Đập Dương Khúc sẽ sẵn sàng đi vào hoạt động trong hai năm nữa. (Ảnh: Weibo).

Theo Liu Tianyun, nhà khoa học chỉ đạo dự án, trong nghiên cứu công bố trên tạp chí của Đại học Thanh Hoa, quá trình xây dựng đập và in 3D "giống hệt nhau về bản chất". Sau nhiều năm phát triển và thử nghiệm, công nghệ in 3D cho cơ sở hạ tầng lớn đã đủ chín muồi để ứng dụng trên quy mô lớn và "giải phóng con người khỏi công việc chân tay nặng nhọc và nguy hiểm".

Liu, nhà nghiên cứu ở phòng thí nghiệm khoa học thủy văn và kỹ thuật ở Đại học Thanh Hoa, và cộng sự nảy ra ý tưởng "in" dự án xây dựng quy mô lớn cách đây khoảng 10 năm. Họ cho rằng toàn bộ công trường xây dựng có thể biến thành một máy in khổng lồ với nhiều máy móc tự động làm việc trơn tru cùng nhau như các bộ phận khác nhau trong một cỗ máy.

Máy in 3D ban đầu được phát triển như một cách ít lãng phí để sản xuất linh kiện từ vật liệu quý. Việc in 3D tạo ra ít chất thải hơn so với phương pháp cắt và nghiền. Từ sau đó, một số kiến trúc sư bắt đầu ứng dụng công nghệ vào các tòa nhà, dù những dự án kiểu này khá nhỏ lẻ. Tòa nhà văn phòng in 3D đầu tiên là trụ sở của Hiệp hội Tương lai Dubai chỉ cao 6 m.

Các kỹ sư kỹ thuật dân dụng Trung Quốc không còn xa lạ với AI, vốn được sử dụng rộng rãi để xây Bạch Hạc Than, đập lớn thứ hai trên thế giới, chỉ trong 4 năm. Tính đến nay, công nghệ này chủ yếu đóng vai trò phối hợp trong dự án. Thử nghiệm công nghệ ở nhiều dự án xây dựng trước đây cho thấy những cỗ máy thông minh có thể làm việc tốt hơn con người, "đặc biệt trong môi trường khắc nghiệt và nguy hiểm", nhóm nghiên cứu của Liu cho biết.

Theo các phương tiện truyền thông, công tác xây đập Dương Khúc bắt đầu vào cuối năm ngoái ở châu tự trị dân tộc Tạng Hải Nam thuộc tỉnh Thanh Hải. Sau khi chia mô hình vi tính của con đập thành nhiều lớp, AI sẽ phân công cho đội quân robot xây dần từng lớp. Máy đào không người lái có thể nhận dạng và chất vật liệu từ bãi lên đội xe tải tự động, một số chạy bằng điện.

Chạy theo lộ trình tối ưu do AI tính toán, xe tải sẽ cung cấp vật liệu tương ứng với từng nơi ở thời điểm thích hợp. Các máy ủi và máy trộn bê tông robot sẽ sử dụng vật liệu đó để xây từng lớp kết cấu đập. Xe lăn tự động lèn chặt lớp mới đổ, đồng thời trang bị cảm biến. AI sử dụng cảm biến đó để theo dõi chất lượng xây dựng bằng cách phân tích độ rung ở nền đất và dữ liệu khác.

Những đột phá trong công nghệ AI, bao gồm tăng cường học sâu, có nghĩa giờ đây máy móc có thể nhận biết gần như tất cả vật thể tại chỗ, xử lý tình huống bất ngờ trong môi trường luôn thay đổi và thực hiện nhiều nhiệm vụ linh hoạt. Các cỗ máy cũng không mắc lỗi thường gặp ở con người. Theo Liu, tài xế xe tải thường chở vật liệu nhầm địa điểm, trong khi va chạm và rung động mạnh ngăn người điều khiển xe lăn chạy theo đường thẳng hoàn hảo. Ngoài ra, phần lớn công nhân không thể đọc bản thiết kế kỹ thuật. Tuy nhiên, ưu điểm lớn nhất của máy móc là khả năng làm việc trong môi trường có thể đe dọa tính mạng mà không bị đau đầu vì thiếu oxy hoặc kiệt sức sau khi làm việc liên tục cả ngày.

Không phải mọi công việc trong quá trình thi công đập đều do máy móc xử lý. Nhóm nghiên cứu cho biết công tác đào đá lấp từ những ngọn núi gần đó do công nhân phụ trách bởi độ phức tạp của công việc. Nhóm nghiên cứu cho biết công nghệ có thể dùng trong các dự án cơ sở hạ tầng khác như xây dựng sân bay và làm đường.

Một nhà khoa học kỹ thuật dân dụng giấu tên ở Nam Ninh, cho biết, công nghệ in 3D có một số hạn chế nhưng có nhiều tiềm năng ứng dụng hơn trong tương lai. "Nó không thể in một công trình bao gồm những vật liệu khác nhau như bê tông cốt thép và xi măng. Nhưng đội quân robot xây dựng có thể bù đắp cho sự sụt giảm mạnh về nhân công do tốc độ sinh đẻ chậm", người này cho biết.

Từ khóa liên quan: