Новая технология исследователей из Массачусетского технологического института может сэкономить до 90 процентов строительных материалов, обычно необходимых при возведении мостов. Она основана на методе, называемом «топологическая оптимизация», который уже используется в 3D-печати. По словам исследователей, этот метод проектирования может сэкономить несколько гигатонн выбросов CO₂ при крупномасштабном применении.
Изображение: нейросеть qwen

До сих пор принцип топологической оптимизации считался слишком сложным и ресурсоемким для практических строительных задач, таких как мосты или здания. Исследователи предоставили алгоритму оптимизации реалистичные «строительные ограничения», как они пишут в статье. Их новый подход позволяет с самого начала задавать компьютеру практические нормы строительства.

Таким образом, топологическая оптимизация превращается из академического метода для 3D-печати в масштабируемый инструмент для инженеров-строителей. Для своей практической модели исследователи использовали алгоритмы, которые позволяют принимать решения «да/нет» относительно того, какие компоненты использовать и как лучше их соединить. Их расчетная модель показывает, сколько компонентов может соединяться в узле, минимальный размер отдельных элементов и угол, под которым компоненты должны быть выровнены.

Она также определяет, какие компоненты следует использовать в определенной ситуации. Дерево, например, лучше подходит, если цель состоит в том, чтобы свести к минимуму выбросы CO₂. Сталь имеет преимущества, например, в районах с высокой влажностью. В некоторых случаях эти два материала можно комбинировать. Исследование ученых продемонстрировало, как этот подход может быть практически применен в строительной отрасли.