الصين تبني أطول سد بتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد والذكاء الاصطناعي
محتوى المقال
تطورت صناعة الطباعة ثلاثية الأبعاد في السنوات الأخيرة بشكل كبير، حيث أصبح بإمكانها أداء الكثير من المهام في العديد من التطبيقات، وأكثر هذه التطبيقات شيوعاً في استخدام تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد قد تكون الطب، والهندسة بشكل عام والمعمارية منها بشكل خاص، والفن والتصميم المتخصص، ويمكن أن تتدرج تطبيقاته من التطبيقات الصناعية البحتة كطباعة يد صناعية أو عضو حيوي لجسم الإنسان إلى التطبيقات الجمالية البحتة التي لا تكون لها فائدة عملية فعلية.
ما هي الطباعة ثلاثية الأبعاد؟
تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد (3D Printer) أو التصنيع الإضافي هي عملية صنع مجسمات صلبة ثلاثية الأبعاد من ملف رقمي، يتم إنشاء مجسم مطبوع ثلاثي الأبعاد باستخدام عملية تسمى Additive process. في هذه العملية، وفي البداية يتم إنشاء نموذج من الشيء المراد طباعته في تطبيق خاص برسم الأشكال ثلاثية الأبعاد حيث وبعد إكمال التصميم يتم نقل هذا النموذج إلى تطبيق آخر يقوم هذا التطبيق بعملية تقطيع المنتج المراد طباعته على شكل شرائح عرضية متعددة بعضها فوق بعض، ليتم بعد ذلك نقل هذه الشرائح المقطعة إلى الطابعة والتي لها القدرة على قراءة النموذج المرسوم والمقطع لتقوم بطباعته عن طريق وضع طبقات متتالية من مواد الطباعة بعضها فوق بعض حتى يتم إنشاء النموذج بشكل كامل. يمكن رؤية كل طبقة من هذه الطبقات على أنها مقطع عرضي مقطوع إلى شرائح رفيعة من هذا النموذج.
تعتبر عملية الطباعة ثلاثية الأبعاد عملية معاكسة لعملية التصنيع الطرحي الذي يقوم بقطع/ تفريغ قطعة من المعدن أو البلاستيك المراد تشكيلها بشكل معين أو صناعة قطعة معينة منها باستخدام آلة طحن على سبيل المثال، تمكنك تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد من إنتاج أشكال معقدة مستخدمة مواد أقل من المواد المستخدمة في طرق التصنيع التقليدية.
تطبيقات الطباعة ثلاثية الأبعاد
يشمل مصطلح الطباعة ثلاثية الأبعاد عدة أشكال من التقنيات والمواد؛ حيث إن تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد تستخدم في الوقت الحالي في كل الصناعات التي يمكن التفكير فيها تقريباً، ويمكن أن يتم اعتبارها مجموعة من الصناعات المتنوعة مع عدد لا يحصى من التطبيقات المختلفة مجموعة كلها في نطاق واحد، وهو نطاق الطباعة ثلاثية الأبعاد.
أمثلة على تطبيقات الطباعة ثلاثية الأبعاد:
- المواد الاستهلاكية، مثل النظارات والأحذية والتصميم والأثاث.
- المنتجات الصناعية، مثل الأدوات التصنيعية والنماذج الأولية، وأجزاء الاستخدام النهائي التي تؤدي مهام وظيفية.
- منتجات طب الأسنان.
- الأطراف الصناعية.
- المجسمات والنماذج المعمارية.
- إعادة بناء الأحافير.
- نسخ وتقليد القطع الأثرية القديمة.
- إعادة بناء الأدلة في علم الأمراض الشرعي.
- المنتجات المستخدمة في الأفلام.
بناء أطول سد في العالم بتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد والذكاء الاصطناعي
تستهدف الصين في مخططاتها عملية بناء أطول مبنى في العالم يتم بناؤه باستخدام عملية الطباعة ثلاثية الأبعاد، إضافة إلى الذكاء الاصطناعي؛ حيث وردت تقارير تفيد أن الصين ستبني سداً ضخماً يستعمل لتوليد الطاقة الكهرومائية وستتم عملية البناء خلال عامين فقط بفضل الذكاء الاصطناعي، وروبوتات البناء، وتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد، وفقاً لما ورد عبر Business insider.
سيتم بناء هذا السد، المسمى سد يانغكو Yangqu، طبقة تلو الأخرى على هضبة التبت، وقد تم إجمال عملية بناء السد في ورقة بحثية نشرت في شهر أبريل في مجلة جامعة تسينغهوا.
أطول هيكل في العالم باستخدام عمليات الطباعة ثلاثية الأبعاد
إذا تمت عملية بناء السد وفقاً لما هو مخطط له، فإن هذا السد سيصبح أطول مبنى في العالم يتم بناؤه باستخدام عمليات الطباعة ثلاثية الأبعاد، وعند ذلك سيحطم هذا السد الرقم القياسي والمسجل لمبنى في دبي بارتفاع 6.1 متر وهو مبنى مكتبي تم بناؤه بالكامل بتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد. ومع ذلك ، قالت الصحيفة إن ارتفاع سد يانغكو سيكون 180 متراً. بالمقارنة، يبلغ الارتفاع الهيكلي لسد هوفر في الولايات المتحدة الأمريكية 221 متراً. سيوفر سد يانغكو للصين عند اكتماله طاقة بمقدار 5 مليارات كيلوواط لكل ساعة سنوياً، وذلك وفقاً للعلماء الذين ذكروا هذا في الورقة البحثية المنشورة.
وسيتم تنفيذ العملية باستخدام ذكاء اصطناعي مركزي يدير خط تجميع آلي معقد، متضمناً أسطول مركبات غير مأهولة، وسيتم استخدام شاحنات يتم قيادتها ذاتياً (لا يقودها بشر) في عملية نقل مواد البناء، وعند وصول المواد ستسهم الجرافات وآلات الحدل ذاتية القيادة في عملية البناء، حيث ستقوم بتحويل مواد البناء إلى طبقة من طبقات السد، وبعد ذلك تقوم أسطوانات الحدل المجهزة بأجهزة مستشعرة بعملية الضغط على كل طبقة من طبقات السد لتكون صلبة ومتينة، بعد ذلك ولكل طبقة من طبقات السد التي يتم وضعها فوق الطبقة السابقة سيقوم الروبوت بإرسال معلومات حول حالة البناء إلى نظام الذكاء الاصطناعي، وهناك تتم عملية تحليل للطبقة بواسطة النظام للتأكد من أن عملية البناء تجري كما هو مخطط لها.
على الرغم من ذلك، فإن الباحثين أشاروا إلى أن عملية تعدين مواد البناء لا يزال يجب القيام به عن طريق البشر (يدوياً).
الذكاء الاصطناعي وإلغاء الخطأ البشري
أشار الباحثون في الورقة البحثية إلى أن استخدام الذكاء الاصطناعي إضافة إلى أسطول الروبوتات، في عملية البناء سيلغي الخطأ البشري، كما في حالة عدم البقاء في خط مستقيم من قبل سائق آلة الحدل أو عندما يقوم سائق الشاحنة بإيصال المواد إلى الموقع الخطأ، مما سيجعل من عملية البناء عملية سلسة.
إضافة إلى ذلك سيتمكن النظام من إزالة خطر الإصابات البشرية التي ترافق أي موقع عمل وخاصة مواقع البناء، حيث سيتيح النظام لاستمرار عمليات الكشف الموقعي بدون المخاوف التي تتعلق بسلامة العاملين.
يقارن التقرير مشروع بناء السد هذا، بمزرعة مؤتمتة بالكامل (بدون استخدام اليدين) في أستراليا يتم استخدامها في الوقت الحالي كنموذج اختبار لاستبدال عمال المزارع بالروبوتات والذكاء الاصطناعي. ومع ذلك، في حالة السد، يبدو أن السلطات الصينية تعهد بعملية البناء الضخمة لنظام الذكاء الاصطناعي الذي يتحكم بعملية البناء باستخدام تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد. وفقًا لصحيفة South China Morning Post، يقول العلماء الذين يقفون وراء المشروع إنه يمكن أن يمهد الطريق لمشاريع البناء الأخرى، بما في ذلك بناء الطرق.
إذا كانت التقارير صحيحة، فقد يكون سد يانغكو مشروعًا بارزًا، مما يتيح البناء الآمن والفعال لمشاريع البنية التحتية الضخمة، حيث وتواجه الصين نقصًا في العمالة بسبب انخفاض معدل المواليد؛ فإنها تتجه في السنوات الأخيرة إلى الأتمتة للحفاظ على استمرار صناعاتها.
