Artificial Intelligence : कृत्रिम बुद्धिमत्तायुक्त ‘बोलके सिमेंट’

Technovan : जगातील कोणतेही शहर असो, तिथे वाहतुकीच्या जॅमची समस्या आढळतेच. त्यावर मार्ग काढण्यासाठी सिग्नल, फ्लायओव्हर, भूमिगत वाहतूक किंवा अन्य पर्यायांचा अवलंब केला जातो. मात्र वाढती लोकसंख्या, वाढती वाहने आणि त्यातच दुरुस्तीसाठी बंद करावे लागणारे रस्ते यामुळे कोणताही मार्ग तात्पुरता ठरत आहे.

अशा वेळी अमेरिकेतील पुरदेई विद्यापीठातील संशोधकांनी सेन्सर्सयुक्त ‘बोलके काँक्रीट’ तयार केले असून, ते ट्रॅफिक जॅम कमी करण्यासाठी मदत करू शकते, असा दावा केला आहे.

काँक्रीटवरील हे सेन्सर्स रस्त्यांच्या सद्यःस्थितीबाबत अभियंत्यांना अत्यंत अचूक आणि सातत्यपूर्ण माहिती पाठवत राहतील. त्यामुळे रस्त्यांच्या काँक्रीटची ताकद आणि त्यांच्या दुरुस्तीची गरज असल्यास त्याची माहिती पाठवली जाईल.

रस्त्यांची दुरुस्ती आणि अन्य कामांसाठी रस्ते अडविण्याची गरज भासल्याने मोठ्या प्रमाणात वाहतुकीची कोंडी होते. अशा वाहतुकीच्या कोंडीमध्ये सुमारे ४ अब्ज तास आणि ३ अब्ज गॅलन गॅस वाया जातो. हे प्रामुख्याने पायाभूत सुविधांबाबत असलेल्या अपुऱ्या माहिती आणि काँक्रीटची ताकद नेमकेपणाने न कळल्यामुळे होत असल्याचा दावा पुरदेई विद्यापीठातील ‘लायल्स स्कूल ऑफ सिव्हिल इंजिनिअरिंग’मधील प्राध्यापिका लुना लू यांनी केला आहे.

त्यांच्या मते, रस्त्यांच्या निर्मितीमध्ये वापरलेल्या काँक्रीटची ताकद व क्षमता न समजल्यामुळे मोठ्या दुरुस्ती अचानक उद्‍भवतात. कोणत्याही पूर्वसूचनेमुळे उद्‍भवलेल्या समस्यांमुळे काही रस्ते बंद ठेवून प्राधान्याने दुरुस्ती करावी लागते. फेडरल हायवे अॅडमिनिस्ट्रेशन च्या वतीने जाहीर करण्यात आलेल्या माहितीनुसार काँक्रीट पेव्हमेंटच्या साह्याने अमेरिकेतील रस्त्यांपैकी केवळ २ टक्के रस्ते तयार करण्यात आले आहेत.

मात्र अंदाजे अमेरिकेतील आंतरराज्य रस्त्यांमध्ये त्यांचे प्रमाण २० टक्के इतके आहे. लू यांनी पहिल्या टप्प्यामध्ये अशा पेव्हमेंटच्या संशोधनावर भर दिला.

त्यातील एकूण राज्यांपैकी अर्ध्या प्रशासनांनी (उदा. इंडियाना, मिसौरी, उत्तर डाकोटा, कान्सास, कॅलिफोर्निया, टेक्सास, टेनिसी, कोलोरॅडी आणि उतह इ.) या सेन्सर्स आधारित संशोधनाबाबत आर्थिक निधी देण्याची तयारी दर्शवली. त्यातील इंडियाना आणि टेक्सास दोन राज्यांनी त्यांच्या महामार्गावरील काँक्रीट पेव्हमेंटमध्ये सेन्सर्स बसविण्याच्या प्रकल्पाला सुरुवातही झाली आहे.

...असे विकसित होत गेले तंत्रज्ञान

प्रा. लू आणि त्यांच्या प्रयोगशाळेकडे २०१७ मध्ये इंडियाना वाहतूक विभागाकडून काँक्रीट पेव्हमेंट लवकर खराब होण्यासंदर्भात मार्गदर्शन मागितले होते. विशेषतः नव्याने केलेल्या दुरुस्तीनंतर वाहतूक नेमकी कधी सुरू करायची, याबाबत विचारणा करण्यात आली होती.

त्यामुळे त्यासंदर्भातील सेन्सरचे प्राथमिक प्रोटोटाइप तयार करून इंडियाना येथील चाचणी पद्धत निकषांमध्ये त्याचा अंतर्भाव करण्यात आला. त्यामुळे पेव्हमेंटच्या दर्जाबाबत ठेकेदार आणि कामगारांनी या चाचण्या करणे बंधनकारक असते.

एका शतकापासून वापरल्या जाणाऱ्या चाचण्यांमध्ये प्रत्यक्ष काँक्रीट प्रयोगशाळेत आणून, ते सेट करण्यासाठी ठरावीक काळासाठी सोडले जाते. मात्र चाचणीसाठी आणले जाणारे आणि प्रत्यक्षामध्ये वापरले जाणारे काँक्रीट यामध्ये अनेक वेळा फरक असतो. त्यात सिमेंटचे प्रमाण, त्यांच्या सेट होण्याच्या काळातील तापमान व वातावरण वेगळे असू शकते.

प्रा. लुना लू यांनी ‘रेबेल काँक्रीट स्ट्रेंथ सेन्सिंग सिस्टिम’ हे तंत्रज्ञान विकसित केले आहे. त्याच्या मोठ्या प्रमाणात वापरासाठी त्यांनी २०२१ मध्ये ‘वेव्हलॉजिस्क’ ही कंपनी स्थापन केली. या कंपनीला पुरदेई संशोधन फाउंडेशनच्या तंत्रज्ञानाच्या व्यावसायिकीकरणाचे हक्क देण्यात आले आहेत.

त्याच्या पेटंट आणि स्वामित्व हक्कासंदर्भात अर्ज करण्यात आला आहे. ‘अमेरिकन सोसायटी ऑफ सिव्हिल इंजिनिअर्स’ यांच्या २०२१ मधील अहवालानुसार हे तंत्रज्ञान भविष्यातील गेमचेंजर असल्याचा दावा केला आहे. फास्ट कंपनी मॅगेझीननेही २०२२ मध्ये या तंत्रज्ञानाला नावाजले आहे.

रस्ते निर्मितीसंदर्भातील निकष १९ व्या शतकाच्या सुरुवातीला तयार करण्यात आले होते. अद्यापही ते वापरले जातात. दरम्यानच्या काळात झालेल्या संशोधनाचा त्यामध्ये अजिबात प्रतिबिंब पडलेले नाही. नव्या तंत्रज्ञानामुळे नवे निकष विकसित होण्यास चालना मिळणार आहे.

- सेन्सर्स सोडण्याची सोपी प्रक्रिया

काँक्रीटमध्ये सेन्सर्स सोडण्याची प्रक्रिया अत्यंत सोपी आहे. कोणताही कामगार काँक्रीटच्या फ्रेमवर्कवर सेन्सर्स टाकू शकतो. फक्त या सेन्सर्सची एक वायर हातामध्ये धरण्यायोग्य उपकरणामध्ये जोडायची असते. त्यानंतर काँक्रीटची ताकद व अन्य माहिती गोळा करण्यास सुरुवात होईल. ती माहिती मोबाईलवरून त्याच वेळी सर्व संबंधितांना उपलब्ध होत राहील.

...असे होतील फायदे

- सिमेंटच्या उत्पादनामुळे जागतिक पातळीवर ८ टक्के कार्बन फूटप्रिंट तयार होतात.

- काँक्रीटबाबतचे निकष १९५० मध्ये तयार झालेले आहेत. सध्याही हेच जुने निकष सिमेंट, वाळू आणि पाण्याच्या प्रमाणाबाबत वापरले जात आहेत. त्यातील सिमेंटचे प्रमाणही तुलनेने अधिक आहे. अधिक सिमेंटमुळे पेव्हमेंटमध्ये लवकर भेगा पडण्याची समस्या उद्‍भवते.

- वातावरणाचा परिणाम - इंडियानामध्ये थंडीच्या मध्यावर काँक्रीट तयार करणार असल्यास योग्य ती ताकद येण्यासाठी कॅलिफोर्नियातील थंडीतील काळापेक्षाही वेगळे मिश्रण करावे लागते. त्यासाठीचे निकष अद्याप तयार केलेले नाहीत.

अशा वेगवेगळ्या स्थितीमध्ये कृत्रिम बुद्धिमत्तेच्या साह्याने काँक्रीट तयार केल्यास सिमेंटचे प्रमाण २० ते २५ टक्क्याने कमी होऊ शकेल. आणि पेव्हमेंटची ताकद वाढून खर्च कमी होईल, असा दावा प्रा. लू करतात. नव्या कृत्रिम बुद्धिमत्ता तंत्रज्ञानामुळे काँक्रीटची ताकद वाढून दुरुस्तीचे प्रमाण आपोआप कमी होईल.