نویسنده : ادواردو سوزا

*الوار چوبی توده ای به عنوان یک جایگزین پایدار برای اجزای بتنی در ساخت و ساز ظاهر شده اند، زیرا بتن به تنهایی در 8 درصد از انتشار جهانی کربن دی اکسید نقش دارد. الوار‌ چوبی توده‌‌‌ای با نمونه‌های مختلف در مقیاس‌ها و کاربردهای مختلف، با افزایش کارایی و  استحکام ، نویدبخش انقلابی در صنعت است. حتی زمانی که با فرآیندهای بسیار استاندارد و کارآمد در تولید عناصر ساختمانی سروکار داریم  همیشه فضایی برای بهبود و کاهش ضایعات وجود دارد. این عمدتا به این دلیل است که فرآیند صنعتی قدیمی برش کنده‌ها به قطعات کوچکتر، می‌تواند ضایعات قابل‌توجهی ایجاد کند.

(*الوار‌های چوبی توده‌‌‌ای: از مصالح نوین در صنعت ساخت‌وساز به شمار می‌رود که با تمامی انواع الوار به کار گرفته شده در صنعت ساخت‌و‌ساز متفاوت هستند. الوار‌های توده‌‌‌ای در سال ۲۰۱۹ برای اولین بار مطرح شدند . آنها در واقع از چوب ساخته شده‌اند اما تحت فرآیندهای مهندسی خاص به صورت لایه لایه تولید می‌شوند.)

در همین رابطه الوار هوشمند به عنوان یک مصالح ساختمانی نوآورانه ظاهر می شود که برای به حداقل رساندن ضایعات با حفظ خطوط طبیعی درختان طراحی شده است. به جای استفاده از روش های مرسوم که شامل بریدن کنده ها و تبدیل به تخته های استاندارد است، الوار هوشمند به طرز موثری از هوش مصنوعی استفاده می کند تا این کنده ها را مانند قطعاتی از یک پازل کاملاً مونتاژ شده در کنار هم قرار دهد. برای به دست آوردن آگاهی بیشتر در مورد این ابتکار و آینده این موضوعات، با کارلو راتی و میکولا موراشکو که این پروژه را هماهنگ کردند صحبت کردیم.

چوب به عنوان یک ماده طبیعی، همیشه منعکس کننده شرایط رشد درخت، از جمله عواملی مانند آب و هوا، بادهای غالب یا حتی موقعیت آن درخت در جنگل بوده است. هنگام بررسی سطح مقطع یک کنده، می توان قسمت های مختلفی مانند چوب صنوبر و قسمت مرکزی آن را شناسایی کرد که هر کدام دارای استحکام منحصر به فرد و ویژگی های متمایز خود هستند. نحوه برش و تقسیم چوب به تخته ها یا قطعات سازه ای نقش مهمی در تعریف عملکرد و ویژگی های بخش های حاصل دارد. نوآوری پشت الوار هوشمند در استفاده از خطوط طبیعی قطعات چوب برای کاهش ضایعات بدون ایجاد اختلال در الیاف چوب، نهفته است. الگوریتم‌های هوش مصنوعی و ابزارهای ماشینکاری دیجیتال، برای اسکن مجموعه‌ای از کنده های خام، تبدیل آنها به تخته و تعیین آرایش بهینه برای مونتاژ آنها به کار گرفته شده اند. این امر منجر به تولید پانل‌های چوبی با تخته‌های به هم پیوسته می‌شود که کاملاً در یک راستا قرار می‌گیرند و حذف مواد طبیعی از درخت را به حداقل می‌رسانند. این روش توسط ، یک استارت آپ فناوریِ ساخت و سازِ تازه تأسیس به نام مائسترو (Maestro)  ابداع شده است که از ذهن خلاق کارلو راتیزاده شده و با همکاری دانشجویان و محققان دانشگاهMIT و دانشگاه Tongji توسعه یافته است.

- کارلو راتی می گوید : " الوار هوشمند از خود طبیعت الهام گرفته شده است. با تکنولوژی مناسب، می‌توانیم به جای مقابله با اشکال طبیعی با آنها کار کنیم. "

این معمار در ادامه توضیح می دهد که «تولید صنعتی مدرن در راستای استانداردسازی است، اما هر درخت در جهات مختلفی رشد می کند. وقتی درختان منحصربه‌فرد را در صفحات یکنواخت ببینید، تمام چوب‌هایی را که باهم مطابقت ندارند هدر می‌دهید. برای یک پانل از الوار متقاطع معمولی ، تا 60٪ از چوبی که برش می دهید به مخزن کود گیاهی یا زباله سوز می رود. روش ما متفاوت است. ما از فناوری LiDAR برای اسکن مجموعه‌ای از کنده‌های خام استفاده می‌کنیم و هوش مصنوعی را به کار می‌گیریم تا آنها را مانند تکه‌هایی از پازل در کنار هم قرار دهیم . با این روش ما حداقل تعداد برش‌ها را انجام می‌دهیم و از تمام چوب‌های موجود استفاده می‌کنیم.

مایکولا موراشکو، مدیرعامل و یکی از بنیانگذاران استارتاپ فناوری ساخت و ساز مائسترو، در مورد خود این فناوری می‌گوید: «بدون هوش مصنوعی، ساخت این ماده امکان‌پذیر نبود. این فناوری به ما امکان می دهد تا ابزارِ بهینه اره کردن مجموعه ای از کنده ها را به منظور کاهش ضایعات چوب محاسبه کنیم. به طور خاص، الگوریتم ما تابع تلفات مربوط به حجم چوبی را که باید برش داده شود، به حداقل می‌رساند تا مجموعه‌ای از لایه‌ها را به یک لایه از الوار متقاطع تبدیل کند. استارتاپ مائسترو یک کانال ارتباطی یکپارچه برای به کارگیری این فناوری، در تصویربرداری متصل به تولید با هوش مصنوعی، به منظور تولید دستورالعمل های سفارشی ماشین ها برای کارخانه چوب بری و برشCNC ایجاد کرد. کانال ارتباطی مجهز به هوش مصنوعی ما، این امکان را فراهم  می کند که ما صنایع دستی سفارشی را با سرعت‌ صنعتی ارائه دهیم.»

– مایکولا موراشکو می گوید : « هنگامی که به خطوط اصلی درخت احترام می گذارید، نه تنها در مقدار زیادی چوب صرفه جویی می کنید ، بلکه در نتیجه شکلی زیبا و منحصر به فرد به دست می آورید. »

مایکولا می‌افزاید که «فرای زیبایی‌شناسی، لایه‌های در هم تنیده درون پانل الوار متقاطع عملکرد ساختاری آن را در برابر نیروهای برشی درون پانل بهبود می‌بخشند. به عبارت دیگر، این ماده خود را در کنار هم نگه می دارد. این امر می تواند در آینده به ما اجازه دهد که از چسب کمتری در تولیدالوار متقاطع استفاده کنیم.»

هدف اصلی این پروژه تحت کنترل در آوردن فناوری برای پر کردن شکاف بین طراحی و ساخت است و شبکه‌ای از تامین‌کنندگان را قادر می‌سازد تا قطعات سفارشی‌سازی شده را در مقیاسی بی‌سابقه تولید کنند و از این رو منجر به ایجاد ساختمان‌های قابل حمل و سفارشی شود. این روش نوید ساخت و ساز کارآمدتر، سریعتر و سازگارتر با محیط زیست را نسبت به قبل دارد. کارلو راتی می‌افزاید ، استارت‌آپ ساخت‌وساز مائسترو، بر اساس یک طرح کلی است که نحوه ساخت و ساز ما را متحول می کند: الوار هوشمند اولین قطعه است. ما طرح‌های سفارشی را در یک محیط دیجیتال ایجاد می‌کنیم، سپس آنها را به شبکه‌ای از کارخانه‌های اروپایی می فرستیم که تمام قطعات سفارشی را تولید می کنند. همانند اجرای یک سمفونی، استارتاپ مائسترو کارخانه‌ها را  در بخش‌هایی از ساختمان سازی راهنمایی می‌کند و سپس تحت نرم افزار استارت آپ مائسترو به مقصد ارسال می‌شود."

- کارلو راتی می گوید : « پیش ساخته شدن تمام زمان و هزینه های یک کارگاه ساخت و ساز سنتی را حذف می کند . مونتاژ نهایی به آسانی به هم پیوستن قطعات است. مواد سبک وزن و قابل تنظیم مانندچوب هوشمند این روش را ممکن می کند. این امر ساخت و ساز را ارزان تر، سبزتر و با کیفیت تر از هر کاری که قبلا انجام داده ایم، خواهد کرد.» 

اولین نمونه اولیه الوار هوشمند در اوایل تابستان در شانگهای در کنفرانسآینده دیجیتال که توسط پروفسور فیلیپ یوان از دانشگاه تونگجی سازماندهی شد، تولید شد. در طول یک کارگاه یک هفته‌ای، موراشکو و نیکیتا کلیمنکو از دانشگاه MIT یک تیم بین‌المللی از محققان را در استفاده از هوش مصنوعی و چوب برای ساختن یک نسخه آزمایشی از یک ‌مفهوم ساختاری راهنمایی کردند . یک غرفه مثلثی کوچک که برای ساخت آن از این سیستم استفاده شد.

افراد دارای مهارت در این زمینه

در صورتی که در این زمینه تخصص یا مهارتی دارید، پس از ثبت نام در سایت و تکمیل فرم مشخصات شخصی ، پروفایل خود را به لیست زیر اضافه نمایید .