Минимизация древесных отходов за счет сохранения их естественной формы с помощью искусственного интеллекта
Массивная древесина стала устойчивой альтернативой замене бетонных компонентов в строительстве, поскольку только на последние приходится 8% глобальных выбросов CO2. На различных примерах в разных масштабах и приложениях этот материал показал себя многообещающим и произвел революцию в отрасли за счет повышения эффективности, прочности и комфорта. Даже когда мы имеем дело с высоко стандартизированными и эффективными процессами производства конструктивных элементов, всегда есть возможности для улучшения и сокращения отходов. Это происходит главным образом потому, что традиционный промышленный процесс распиловки бревен на части может привести к образованию значительного количества отходов.
В этом контексте AI Timber выступает как инновационный строительный материал, предназначенный для минимизации отходов за счет сохранения естественных контуров деревьев. Вместо использования традиционных методов, предполагающих распиловку отдельных бревен на стандартизированные доски, AI Timber изобретательно использует искусственный интеллект, чтобы соединить эти бревна вместе, как кусочки идеально собранного пазла. Чтобы получить более полное представление об этой инициативе и будущем этого материала, мы поговорили с Карло Ратти и Николаем Мурашко, которые координировали проект.
Будучи натуральным материалом, древесина всегда отражает условия роста дерева, включая такие факторы, как климат, преобладающие ветры или даже его положение в лесу. Изучая поперечное сечение бревна, можно идентифицировать различные части, такие как заболонь и сердцевина, каждая из которых обладает уникальной прочностью и отличительными характеристиками. То, как бревно распилено и разделено на доски или структурные части, играет решающую роль в определении функциональности и характеристик получаемых секций. Инновация AI Timber заключается в использовании естественного контура деталей для сокращения отходов без разрушения древесных волокон. Алгоритмы искусственного интеллекта и цифровые обрабатывающие инструменты были использованы для сканирования набора необработанных бревен, преобразования их в доски и определения оптимального расположения для их сборки. В результате получаются деревянные панели с переплетенными досками, которые идеально совмещаются, сводя к минимуму удаление натурального материала с дерева. Метод был разработан Maestro, недавно созданным стартапом в области строительных технологий, рожденным творческими умами CRA-Carlo Ratti Associati и разработанным в сотрудничестве со студентами и исследователями из Массачусетского технологического института и Университета Тунцзи.
Древесина AI вдохновлена самой природой. При наличии правильной технологии мы можем работать с естественными формами, а не против них. — Карло Ратти
Архитектор продолжает объяснять: «Современное промышленное производство основано на стандартизации, но каждое дерево растет в разных направлениях. Когда вы распиливаете уникальные деревья на однородные панели, вы теряете всю древесину, которая не соответствует требованиям. Для типичной панели CLT до 60% срубленной древесины идет на мульчу или в мусоросжигательную печь. Наш метод другой. Мы используем технологию LiDAR для сканирования набора необработанных бревен и применяем искусственный интеллект, чтобы собрать их вместе, как части головоломки, делая минимальное количество распилов и используя всю доступную древесину».
Что касается самой технологии, Николай Мурашко, генеральный директор и соучредитель Maestro Technologies, говорит: «Без искусственного интеллекта создание этого материала было бы невозможно. Технология позволяет рассчитать оптимальный способ распиловки комплекта бревен с целью сокращения отходов древесины. В частности, наш алгоритм минимизирует функцию потерь, связанную с объемом древесины, которую необходимо распилить, чтобы объединить набор ламелей в слой CLT. Maestro создала интегрированный конвейер для внедрения этой технологии в производство, соединив технологию обработки изображений с искусственным интеллектом для создания индивидуальных машинных инструкций для лесопильного завода и ЧПУ. Наш конвейер на базе искусственного интеллекта позволяет нам создавать индивидуальные изделия с промышленной скоростью».
Соблюдая первоначальный контур дерева, вы не только экономите огромное количество древесины, но и получаете в результате красивую, уникальную форму. — Николай Мурашко
Николай добавляет: «Помимо эстетики, переплетенные ламели внутри CLT-панели улучшают ее структурные характеристики, противодействуя силам сдвига внутри панели. Другими словами, материал держится вместе. В будущем это может позволить нам использовать меньше клея при производстве CLT.
Основная цель проекта — использовать технологии для преодоления разрыва между проектированием и производством, позволяя сети поставщиков производить индивидуальные компоненты в беспрецедентных масштабах и, следовательно, в результате создавать мобильные и индивидуальные здания. Эта методология обещает сделать строительство более эффективным, быстрым и экологически чистым, чем когда-либо прежде. Карло Ратти добавляет: «Maestro, наш строительный стартап, основан на оптовом плане, призванном революционизировать то, как мы строим: искусственная древесина — это только первая деталь. Мы создаем индивидуальные проекты в цифровой среде, а затем отправляем их в сеть европейских фабрик, которые производит все детали по индивидуальному заказу. Подобно дирижированию симфонии, Маэстро помогает фабрикам создавать здание по секциям, которые затем отправляются к месту назначения в Maestro Flatpack».
Предварительная сборка исключает затраты времени и средств, как на традиционной строительной площадке: окончательная сборка так же проста, как и соединение частей вместе. Легкие, настраиваемые материалы, такие как древесина искусственного интеллекта, делают этот метод возможным. Это сделает строительство дешевле, экологичнее и качественнее, чем все, что мы делали раньше». — Карло Ратти
Дебютный прототип AI Timber был изготовлен в Шанхае ранее этим летом во время конференции DigitalFUTURES, организованной профессором Филипом Юанем из Университета Тунцзи. В ходе недельного семинара Мурашко и Никита Клименко из Массачусетского технологического института руководили международной командой исследователей по использованию искусственного интеллекта и дерева для создания экспериментальной конструкции — небольшого интерактивного треугольного павильона, использующего систему.
Команда Маэстро: Карло Ратти, Николай Мурашко, Никита Клименко, Джиневра Наззарри
Университет Тунцзи и команда DigitalFUTURES: Аделаида Тремори, Дэн Луо, Филиппо Инноченти, Хуншэн Цзян, Ханлинь Донг, Цзинь Гао, Цзинхан Ву, Лицзюнь Сяо, Мария Франческа Тоти, Гульельмо Собрини, Цимин Сунь, Жуйпэн Ван, Вэньлей Ян, Вэньчжо Чжао, Сюй Чэн, Яньтун Се, Юйцин Хуан, Цзыин Ци, Тото Тан, Чжихао Чжоу, Чжи Линь
Эта статья является частью темы : Будущее дерева в архитектуре, представленной Tantimber ThermoWood.
Tantimber ThermoWood привносит вечное тепло дерева в современный дизайн. Натуральные, возобновляемые и нетоксичные, они превращают породы древесины, полученные из экологически чистых источников, в стабильные по размерам и долговечные изделия из древесины для использования в жилых и коммерческих зданиях и дизайнерских проектах. Узнайте больше о том, как непреходящая красота ThermoWood привносит тепло в построенную среду.
Каждый месяц мы углубленно исследуем тему с помощью статей, интервью, новостей и архитектурных проектов. Мы приглашаем вас узнать больше о наших темах . И, как всегда, в мы приветствуем вклад наших читателей; Если вы хотите представить статью или проект, свяжитесь с нами.
