Учёные придумали модель оптимизации затрат на стройку

Учёные Массачусетского технологического института (MIT) профессор Жозефина Карстенсен и аспирант Зейн Шеммер создали алгоритм, который закладывает жёсткие строительные ограничения (габариты деталей, углы соединений, число балок в узле) прямо в процесс топологической оптимизации. Технология позволяет проектировать мосты из комбинированных материалов без потери надёжности.

В результате расход материалов падает на 90% — например, вместо монолитной стали можно использовать в ненагруженных зонах дерево. Модель применима не только к мостам, но и к перекрытиям, фермам и даже к 3D-печати бетоном.

Исследователи протестировали её на ферменных конструкциях, используя чистую сталь, чистую древесину и их комбинации. В качестве тестового объекта взяли «перевёрнутый мост» в Локпорте (Нью-Йорк). Они накладывали ограничения на ферму, чтобы изучить влияние каждого параметра. В итоге получилась конструкция, где дерево стало основным материалом, а сталь осталась только в точках пиковых нагрузок. Программа сама определила, какие части объекта делать из стали, а какие — из дерева, учла особенности каждого материала.

По мнению авторов, их разработка устраняет разрыв между математически идеальными компьютерными моделями и конструкциями, которые можно построить на реальных технологиях.

При этом алгоритм не требует суперкомпьютеров — он работает даже на обычном ноутбуке. Это делает технологию доступной не только для крупных компаний, но и для небольших инженерных бюро.