Startap iz Los Anđelesa koristi AI da smanji štetnost betona po životnu sredinu

Tokom protekle decenije, istraživači sa UCLA Instituta za upravljanje ugljenikom radili su na tome kako da koriste podatke za smanjenje štetnosti betona po životnu sredinu. Danas, startap zasnovan na njihovom radu, Concrete.ai, saopštio je da su terenski testovi korišćenjem njihovog softvera vođenog vještačkom inteligencijom smanjili emisije za 30%, uz smanjenje troškova za više od pet dolara po kubnom metru.

To je važno jer cement, ključni sastojak betona, izvor je 8% svjetske emisije ugljen-dioksida, gasa koji katastrofalno zagrijeva planetu. Ipak, beton je prisutan svuda – koristi se u zgradama, putevima i drugim strukturama širom svijeta – zbog svoje trajnosti i niskih troškova.

Cement, čiji je glavni sastojak obično drobljeni krečnjak, značajan je proizvođač gasova sa efektom staklene bašte kako zbog hemijske reakcije koja ga stvara, tako i zbog fosilnih goriva potrebnih za zagrijevanje peći u kojima se proizvodi. Ako možete da koristite manje cementa u betonu, uz zadržavanje dovoljne čvrstoće, to donosi značajno smanjenje ugljeničnog otiska.

„Sa gledišta uticaja, govorimo o tri puta većim emisijama nego kod avijacije“, rekao je izvršni direktor Concrete.ai, Aleks Hol (Alex Hall), za Forbes. „Nismo vidjeli tehnološki napredak u svijetu dizajna i proizvodnje betona većim dijelom posljednjih 50 godina“.

Iako o betonu možemo da razmišljamo kao o osnovnoj robi, on zapravo obuhvata milione mogućih formulacija sa različitim strukturnim razlikama. Različite vrste betona koriste različite količine cementa, zavisno od potrebne čvrstoće. Na primjer, beton koji se koristi za izgradnju stubova obično bi zahtijevao više cementa od osnovnih ploča betona.

Concrete.ai iz Los Anđelesa koristi generativnu vještačku inteligenciju kako bi optimizovao različite smjese betona, govoreći proizvođačima betona da koriste pepeo ili šljaku ili promijene vrste stijena ili agregata kombinovanih sa njim kako bi koristili manje cementa. Njegov cilj je da smanji potrebnu količinu cementa dok i dalje stvara dovoljno jak beton za ono što mu je potrebno – smanjujući troškove i istovremeno smanjujući ekološku štetu materijala.

„Dio modeliranja AI koji je patentiran omogućava nam da pokrenemo tri do četiri miliona različitih iteracija na određenom receptu“, rekao je Hol. „Na osnovu onoga što tražite, birate optimalni recept. To je masovno računanje“.

Do sada je startap u ranoj fazi osigurao tri komercijalna klijenta i očekuje da će uskoro dobiti i četvrtog. Svaki klijent predstavlja više betonskih postrojenja, a Hol kaže da očekuje da će do kraja godine biti prisutan u 80 postrojenja. Očekuje se da će prihodi dostići 1,5 miliona dolara u 2024. godini, u poređenju sa svega 250.000 dolara prošle godine. Hol kaže da se Concrete.ai nada da će smanjiti godišnji globalni ugljenični otisak za oko 500 miliona tona optimizacijom smjesa betona.

Radili smo više od 10 godina na pokušaju da razumijemo kako da koristimo vještačku inteligenciju i mašinsko učenje da ponovo izmislimo stare tradicionalne materijale poput betona
Metju Bauči, vanredni profesor UCLA i koosnivač Concrete.ai

Rješavanje problema cementa i betona privlači sve veću pažnju preduzetnika i investitora. Univerzitet Kolorado je razvio kompaniju Prometheus Materials, koja koristi proces pretvaranja algi u cement koristeći postupak sličan prirodnom stvaranju korala i školjki.

TerraLUNA CO2, podržana od „Breakthrough Energy Ventures“ Bila Gejtsa (Bill Gates), nudi drugu niskougljeničnu alternativu cementu, dok Brimstone Energy, sa finansiranjem venčer firme DCVC, radi na komercijalizaciji cementa sa negativnim ugljeničnim otiskom.

Nove regulative na federalnom nivou i nedavno usvojeni program „Kupi čist beton“ u saveznoj državi Njujork, takođe podstiču programere da razmotre smanjenje ugljeničnih otisaka.

Istraživači Concrete.ai takođe proučavaju druge kompleksne materijale koji bi mogli da imaju koristi od formulacija vođenih vještačkom inteligencijom radi smanjenja troškova i smanjenja ekološke štete. Hol je rekao da tehnologija kompanije može takođe da bude korišćena za validaciju tzv. „zelenog cementa“ (termin za niskougljenične alternative, poput onih koje stvaraju Prometheus i Brimstone) i drugih novih materijala.

Hol, dugogodišnji izvršni direktor Holcima, švajcarskog giganta za građevinske materijale, video je 2016. članak sa fotografijom profesora održivosti na UCLA, Gaurava Santa, koji drži bočicu betona i govori o tome kako pretvoriti CO2 u održivi beton. „Pomislio sam, ‘Ovo je budućnost, moram da se priključim ovim momcima’“, rekao je.

Dok je 2017. radio u Suffolk Construction, Hol (52) je postao član savjetodavnog odbora Karbon Bilta, odvojenog UCLA spinauta koji ugrađuje emisije CO2 u ultraniskougljenični beton.

U međuvremenu, Metju Bauči (Mathieu Bauchy), 38-godišnji računarski naučnik o materijalima i vanredni profesor na UCLA, radio je na modelu koji stoji iza Concrete.ai. „Radimo više od 10 godina kako bismo razumjeli kako koristiti vještačku inteligenciju i mašinsko učenje kako bismo ponovo izmislili stare tradicionalne materijale poput betona“, rekao je. „Ovo je samo problem sa podacima„.

Tokom 2021. godine, Bauči (koji takođe obavlja funkciju glavnog tehnološkog direktora kompanije) i Sant su sproveli istraživanje i osnovali Concrete.ai. Hol se pridružio kao izvršni direktor u septembru iste godine. Kompanija je do sada prikupila ukupno tri miliona dolara i planira da prikupi dodatna dva miliona dolara kako bi proširila svoja istraživanja i razvoj.

Tokom posljednje tri godine, Concrete.ai testira svoje modele u saradnji s proizvođačima betona širom SAD-a. Optimizovala je smjese korišćene u više od 1,5 miliona kubnih metara betona – dovoljno da napuni 681 olimpijski bazen. Kompanija tvrdi da je u prosjeku uštedjela 5,04 dolara po kubnom metru, postižući ujedno prosječno smanjenje ugljeničnog otiska od 30%, optimizacijom smesa radi smanjenja potrebne količine cementa. Hol je rekao da ga je taj rezultat „100% iznenadio“.

Kris Rap (Chris Rapp), potpredsjednik i generalni menadžer kompanije VCNA Prairie Materials, podružnice brazilskog giganta za proizvodnju cementa Votorantim Cimentos sa operacijama u Ilinoisu, Indijani i Mičigenu, počeo je da sarađuje sa Concrete.ai tokom ranijih terenskih testova. „Tokom posljednjih četiri ili pet godina, vidjeli smo da tržište postaje sve svjesnije ugljeničnog otiska ovih zgrada“, rekao je. „Kako postaju svjesniji svog ugljeničnog otiska, stavljaju više pritiska na nas da to riješimo“.

U početku, Rap je rekao da je kompanija na početku radila svoja istraživanja i razvoj i tražila alternativne proizvode. Zatim, prije nekoliko godina, Prairie, koja ima 25 postrojenja na Srednjem zapadu, povezala se s Concrete.ai i počela je da testira alat. Za njihovu veličinu, rekao je da je to bilo bolje rješenje od alternativa. „Mi smo tako veliki potrošači materijala da nam je potrebno nešto što može da se skalira“, dodao je.

Danas je Prairie implementirala Concrete.ai u polovini svojih fabrika. Sada se koristi za optimizaciju materijala za veliki industrijski projekat skladišta koji Rap očekuje da će zahtijevati između 15.000 i 23.000 kubnih metara betona. Kamion za beton, kao poređenje, nosi samo šest kubika.

„Za sada, ne postoji drugi materijal koji može da zadovolji razmjere koje nudi beton – to je kao jedna tona betona po osobi koju proizvodimo svake godine“, rekao je Bauči. „U nekom trenutku moramo odlučiti: Da li želimo graditi nove stvari i popravljati infrastrukturu koju imamo? I ako to želimo, moramo da nastavimo da radimo sa cementom i razvijamo načine kako da ga koristimo efikasnije“.

Amy Feldman, Forbes

Los Angeles Startup Uses AI To Reduce The Carbon Footprint Of Concrete