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 veštačkom 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% svetske emisije ugljen-dioksida, gasa koji katastrofalno zagreva planetu. Ipak, beton je prisutan svuda – koristi se u zgradama, putevima i drugim strukturama širom sveta – 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 zagrevanje peći u kojima se proizvodi. Ako možete da koristite manje cementa u betonu, uz zadržavanje dovoljne čvrstoće, to donosi značajno smanjenje ugleničnog otiska.

„Sa gledišta uticaja, govorimo o tri puta većim emisijama nego kod avijacije„, rekao je izvršni direktor Concrete.ai, Alks Hol, za Forbes. „Nismo videli tehnološki napredak u svetu dizajna i proizvodnje betona većim delom poslednjih 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 primer, beton koji se koristi za izgradnju stubova obično bi zahtevao više cementa od osnovnih ploča betona.

Concrete.ai iz Los Anđelesa koristi generativnu veštačku inteligenciju kako bi optimizovao različite smese betona, govoreći proizvođačima betona da koriste pepeo ili šljaku ili promene vrste stena 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.

„Deo 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 smesa betona.

Radili smo više od 10 godina na pokušaju da razumemo kako da koristimo veštačku inteligenciju i mašinsko učenje da ponovo izmislimo stare tradicionalne materijale poput betona

Metju Bauči, vanredni profesor UCLA i koosnivač Concrete.ai

Rešavanje 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, 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 veštačkom 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 savetodavnog odbora Karbon Bilta, odvojenog UCLA spinauta koji ugrađuje emisije CO2 u ultraniskougljenični beton.

U međuvremenu, Metju Bauči, 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 razumeli kako koristiti veštačku 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 poslednje tri godine, Concrete.ai testira svoje modele u saradnji s proizvođačima betona širom SAD-a. Optimizovala je smese korišćene u više od 1,5 miliona kubnih metara betona – dovoljno da napuni 681 olimpijski bazen. Kompanija tvrdi da je u proseku uštedela 5,04 dolara po kubnom metru, postižući ujedno prosečno smanjenje ugljeničnog otiska od 30%, optimizacijom smesa radi smanjenja potrebne količine cementa. Hol je rekao da ga je taj rezultat „100% iznenadio“.

Kris Rap, potpredsednik 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 poslednjih četiri ili pet godina, videli smo da tržište postaje sve svesnije ugljeničnog otiska ovih zgrada“, rekao je. „Kako postaju svesniji svog ugljeničnog otiska, stavljaju više pritiska na nas da to rešimo“.

U početku, Rap je rekao da je kompanija na početku radila svoja istraživanja i razvoj i tražila alternativne proizvode. Zatim, pre 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 rešenje 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 zahtevati 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 razmere 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“.

Emi Feldmen, novinarka Forbes