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智能混凝土冷暖自知还可自愈

2020年7月10日8:22 环球解密

    美国公路和运输建设者协会2020的数据显示,美国超过三分之一的桥梁需要修补。一些科学家开始将人工智能应用在基础设施项目。一种新型“智能混凝土”(Intelligent Concrete),能够彼此通信,还具有自我修复的性能。

    现代都市中混凝土无处不在。(ShutterStock)

    美国普渡大学(Purdue University)民用工程学副教授鲁娜露(Luna Lu,译音)说:“我们使用材料结合使用人工智能和大数据的感应器,寻找解决基础设施问题的方案。这个想法让基建设施更灵活、更可持续和坚固。”

    鲁娜露和同事在研究的方案包括,比如让新铺的混凝土通报其凝固的情况,让使用者更好地管理开放路面的时间。这能有效减少路面的损坏。

    去年,这个研究组已经在印第安纳州的三条公路嵌入了他们设计的智能感应器。从这些感应器搜集的数据,分析出最佳开放车流的时间点,并持续追踪混凝土的使用情况。研究组正在联系其它州推荐使用这些感应器。

    与此同时,这个研究组也在加紧开发混凝土的自动修复性能。

    在美国中西部,冬天混凝土要经受不断地霜冻和解冻,很容易产生裂缝。这个研究组考虑使用一种多孔的、像沙子一样的材料混入混凝土。这种材料将起到“内部修复剂”的作用,当混凝土出现缝隙的时候,它们吸收水分产生化学反应,产生可以填补缝隙的材料,起到自动修复的效果。

    “使用这些自我愈合的材料,我们帮助基建设施提升了适应温度的能力。”鲁娜露说。

    下一步,他们还考虑如何用人工智能影响和更好地管理车流。

    “车流往往有方向性(特定的方向特别挤)。传统的解决办法是增加车道缓解拥堵,但是应用人工智能和大数据,可以发现车流饱和度较低的车道,将交通分流到这些方向。”

    这个研究组在筹建中西部第一个人工智能基建项目,由普渡大学多个领域的学者和几个州交通部门合作。

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