AI驱动的自我修复沥青：迈向可持续净零公路的一步

由生物质废物制成并在人工智能（AI）的帮助下设计的自我修复沥青道路可以为英国的坑洼问题提供有前途的解决方案，即估计每年耗资1.435亿英镑。来自斯旺西大学和伦敦国王学院的科学家团队与智利的科学家合作，正在设计一种新型的自我修复沥青，可以修补自己的裂缝，而无需维护或人工干预。

当沥青混合物中的粘稠的黑色材料通过氧化而变硬时，裂缝就形成了，但其背后的确切过程并不完全清楚。

该团队找到了一种逆转破裂和开发方法来“缝制”沥青的方法，从而创造了更耐用和可持续的道路。

在研究期间，一种称为机器学习的AI类型用于研究沥青等复杂液体中的有机分子。

团队发展了一个新的数据驱动模型，以加速原子模拟，推进对沥青氧化和裂纹形成的研究。他们还与Google Cloud合作，以模拟计算机上沥青的行为。

为了制作沥青“自我修复”，该团队融合了称为孢子的微型多孔材料，它们比头发小，由植物产生。这些孢子充满了回收油，当沥青开始破裂时会释放出来，有助于扭转过程。

在实验室实验中这种先进的沥青材料被证明可以在不到一个小时的时间内完全治愈其表面上的微裂纹。

斯旺西大学土木工程系的高级讲师何塞·诺拉布纳·科特拉斯（Jose Norambuena-Contreras）博士，自我修复沥青的专家说：“作为我们跨学科研究的一部分，我们已经汇集了土木工程，化学和化学和化学专家计算机科学，将这些知识与Google Cloud的最新AI工具相结合。

“我们很荣幸能够使用生物质废物和人工智能来推进自我修复沥青的发展。这种方法将我们的研究定位在可持续的基础设施创新的最前沿，这有助于增强耐用性的净零道路。”

道路上的很大一部分碳排放与沥青生产有关。随着高速公路部门越来越优先考虑降低碳的优先级，以支持英国政府到2050年实现净零排放的目标，推动沥青道路的创新沥青材料已成为关键的研究优先事项。

Norambuena-Contreras博士说：“要过渡到更可持续的零净沥青道路，英国政府和私营部门必须投资于推动创新的倡议。到2050和行业。”

在仍在发展的过程中，该团队的研究具有改善基础设施并提高全球可持续性的巨大潜力。

Francisco Martin-Martinez博士，专家计算化学在伦敦国王学院（King's College）说：“在我们的研究中，我们想模仿自然界中观察到的康复特性。例如，当砍伐树木或动物时，它们的伤口随着时间的流逝而自然地愈合，使用自己的生物学。创造沥青可以自我修复将提高道路的耐用性，并减少人们填补坑洼的需求。

“我们还在包括生物质废物在内的新沥青中使用可持续材料。这将减少我们对石油和自然资源的依赖。生物质废物在本地和任何地方都可以使用，而且价格便宜。

“从当地资源（例如废物）生产基础设施材料会减少对石油可用性的依赖，这有助于世界上那些无法获得基于石油的沥青的地区。”

Google Cloud的UKI公共部门领导者Iain Burgess补充说：“我们首先与弗朗西斯科·马丁·马丁内斯博士合作，当时他于2022年加入Google Cloud Research Innovators计划，为他提供了Google专家，技术资源和培训的访问权限支持他的研究。

“现在，看到斯旺西和国王学院伦敦的团队如何解锁基于云和AI工具的力量，包括双子座和Vertex AI，以推动更有效的流程并发现化学特性。”

Norambuena-Contreras博士目前对基于生物的封装解决方案的沥青自我修复的研究还包括从来自棕色藻类的生物聚合物和植物油，以及通过寿命末轮胎的热转化来恢复活力。

更多信息：有关英国道路和坑洼的详细统计和成本，请阅读警报年度当地当局道路维护调查报告（2024）：www.asphaltuk.org/wp-content/u。larm_survey_2024.pdf