北京
麻省理工学院的一个研究团队开发出一种可优化3D打印混凝土结构的新方法，这能同时减少材料用量、降低建造成本，并削减对气候有害的二氧化碳排放。
虽然3D打印混凝土建筑已经问世，但目前的系统远未达到优化。以往的优化尝试往往过于“完美”——算法生成的蓝图是为理想条件设计的，而现实中略显笨拙的打印机根本无法照此施工。MIT团队所做的，就是基于更复杂的数学开发出一种新算法，能在考虑打印机实际局限的同时，推算出符合现实的最优设计。他们的首个成果是一座模型桥梁，与传统方式建造的同等承重结构相比，重量减轻了16%。
这一点很关键，因为人类使用的混凝土量极其庞大——地球上除了水之外，我们消耗最多的物质就是混凝土。而生产这些混凝土会向大气中排放巨量的二氧化碳：仅此过程就贡献了全球8%的碳排放。因此，在混凝土生产环节实现任何程度的减排，都是应对气候变化的一大步。此前的研究表明，与传统工艺相比，3D打印混凝土能减少86%的碳排放，这还没算上节省的材料。更少的资源消耗、更低的成本、更轻的重量、更少的碳排放，前景诱人。阻碍该技术大规模推广的主要障碍之一，就是理想设计与实际打印机能力之间的差距。如果这种新方法能弥合这一鸿沟，将开启颇为令人期待的可能性。
新方法涉及生成蓝图的底层数学运算。据该团队的白皮书及MIT新闻的报道，旧有模型根本无法捕捉打印机的缺陷，从而催生了完美却不可行的设计。打印机存在诸多局限，例如铺设混凝土条珠的尺寸、喷嘴的转弯半径，以及条珠线条的曲度或缺乏曲度，尤其是锐角，是打印机极不擅长的。要将所有这些量化为数学语言，有一种名为混合整数规划的数学方法或许可行，但它要求的计算强度过高，此前难以实现。改变局面的，是MIT团队引入混凝土领域的、在推算该技术方面出现的若干最新计算创新。这背后有着相当巧妙的智能手段，但最终结果是，现在已能推算出受打印机实际能力约束的最佳设计方案了。
传统工艺中，混凝土制作完成后必须浇入模具。制造模具本身就是一个不容忽视的过程，并将成品锁定在某个非常特定的形状。而3D打印省去了模具环节，允许按需定制设计，进一步减少了废弃物和间接碳排放。尽管技术尚处早期，但MIT团队迈出的这一步，让混凝土这种自罗马时代就存在的建筑材料，朝着更适应气候约束的未来靠近了一些。
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