Trung Quốc 'gây choáng' khi in 3D đập thuỷ điện: Nhà máy cao 180m nhưng không cần đến sức người, hoàn thiện trong 2 năm và tạo ra gần 5 tỷ kWh điện mỗi năm

Trung Quốc là quốc gia vốn nổi tiếng với những sáng kiến và công nghệ mới, hiện đại. Năm ngoái, quốc gia này cho biết họ sẽ sử dụng AI để xây dựng một con đập trên Cao nguyên Tây Tạng. Điều bất ngờ là dự án này sẽ không có công nhân xây dựng, được dự kiến sẽ hoàn thiện trong khoảng hơn 1 năm tới và là dự án sử dụng robot in 3D lớn nhất thế giới.

Các nhà khoa học Trung Quốc cho biết, nhà máy thuỷ điện Yangqu cao 180 m sẽ được xây dựng theo từng phần. Quá trình xây dựng sẽ sử dụng máy đào, xe tải, máy ủi, máy trải đường và xe lu không người lái, tất cả đều được điều khiển bởi AI. Trong khi đó, quy trình bồi đắp đập thì được sử dụng công nghệ in 3D.

Sau khi hoàn thiện vào năm 2024, đập Yangqu sẽ cung cấp gần 5 tỷ kWh điện mỗi năm, kéo dài từ thượng nguồn sông Hoàng Hà cho đến Hà Nam - nơi sinh sống của khoảng 100 triệu người. Điện sẽ được truyền qua đường dây điện cao thế dài 1.500 km, được thiết kế dành riêng cho việc truyền tải năng lượng xanh.

Theo nhà khoa học trưởng nhóm của dự án Liu Tianyun, việc xây dựng đập và công nghệ in 3D giống hệt nhau về bản chất. Sau nhiều năm thử nghiệm và phát triển, công nghệ in 3D dùng cho xây dựng cơ sở hạ tầng lớn đã đủ hiện đại để ứng dụng vào các công trình đại chúng. Liu cho biết, công nghệ này sẽ giúp giải phóng sức lao động trước những công việc nặng nhọc, lặp đi lặp lại và nguy hiểm.

Liu và nhóm nghiên cứu của ông tại Đại học Thanh Hoa cho biết họ có ý tưởng "in" các dự án quy mô lớn từ cách đây khoảng 10 năm. Nhóm cho rằng, toàn bộ công trường xây dựng có thể biến thành một chiếc máy in khổng lồ, với các máy móc tự hoạt động liền mạch như những bộ phận khác nhau.

Ban đầu, máy in 3D được sử dụng nhằm mục đích sản xuất các bộ phận từ vật liệu quý mà ít gây ra tình trạng lãng phí. Việc in vật liệu tạo ra ít chất thải hơn so với phương pháp cắt và mài thông thường. Kể từ đó, một số kiến trúc sư đã bắt đầu áp dụng công nghệ này vào các toà nhà, dù những dự án được thực hiện đến nay vẫn ở quy mô nhỏ. Toà nhà văn phòng in 3D đầu tiên chỉ cao 6 m, là trụ sở của Dubai Future Foundation.

Các kỹ sư dân sự Trung Quốc vốn đã quen thuộc với công nghệ AI - đã được sử dụng để xây dựng con đập lớn thứ 2 thế giới là Bạch Hạc Than chỉ trong 4 năm. Tuy nhiên, cho đến nay, AI vẫn chủ yếu đóng vai trò là điều phối trong các dự án.

Liu và nhóm nghiên cứu cho hay, việc thử nghiệm công nghệ này trong các dự án xây dựng trước đây cho thấy máy móc thông minh có thể làm việc hiệu quả hơn con người, đặc biệt là ở một số môi trường khắc nghiệt và nguy hiểm.

Theo truyền thông Trung Quốc, dự án đập in 3D này đã được khởi công vào cuối năm 2021 tại quận tự trị Tây Tạng Hải Nam, tỉnh Thanh Hải.

Sau khi "cắt" một mô hình máy tính của con đập thành nhiều lớp cắt, AI ở trung tâm của dự án sẽ chỉ định một nhóm robot lắp đặt thêm từng lớp một. Máy đào không người điều khiển có thể xác định và đưa vật liệu từ bãi tập kết đến một đội xe tải tự động.

Theo lộ trình được AI tối ưu hoá, các xe tải này sẽ vận chuyển đúng vật liệu đến đúng địa điểm, vào đúng thời điểm, được định vị bằng máy ủi và máy trải đá robot và hoàn thiện một lớp của cấu trúc đập.

Trong khi đó, các máy lăn tự động sẽ đặt thêm các lớp cắt vào cho đến khi mọi thứ chắc chắn và gắn kết chặt chẽ, được trang bị cả cảm biến. AI ở trung tâm sẽ thử dụng hệ thống cảm biến để giám sát chất lượng xây dựng bằng cách phân tích độ rung của mặt đất và các dữ liệu khác.

Nhóm nghiên cứu nêu rõ, những đột phá trong công nghệ AI, bao gồm reinforcement learning (học tăng cường) sẽ giúp quá trình xây dựng có thể ứng phó với những bất ổn khi môi trường thay đổi và thực hiện các nhiệm vụ khác nhau một cách linh hoạt.

Ngoài ra, AI sẽ không mắc những lỗi như con người. Liu cho biết, các tài xế xe tải thường vận chuyển vật liệu đến sai vị trí, trong khi những sự cố rung lắc mạnh có thể khiến xe không thể đi trên đường thẳng. Ngoài ra, hầu hết công nhân cũng không thể đọc chính xác các tài liệu thiết kế kỹ thuật.

Theo các nhà nghiên cứu, điểm nổi bật của việc sử dụng máy móc là khả năng làm việc trong môi trường nguy hiểm đến tính mạng mà không bị đau đầu do thiếu oxy hoặc kiệt sức, sau khi xây dựng liên tục trong 24 giờ.

Song, không phải toàn bộ quá trình xây dựng đập sẽ được xử lý bằng máy móc. Nhóm nghiên cứu giải thích, việc khai thác đá lấp từ những ngọn núi gần đó sẽ được thực hiện thủ công do đây là việc phức tạp.

Nhóm của Liu cũng cho biết, công nghệ này cũng có thể được sử dụng trong các dự án cơ sở hạ tầng khác, chẳng hạn như sân bay và xây dựng đường bộ.

Tham khảo SCMP