DARPA قصد دارد ساخت پایگاه دریایی با بتن چاپ سه‌بعدی زیر آب را پیش ببرد

سازمان پروژه‌های تحقیقاتی پیشرفته دفاعی ایالات متحده (DARPA) در حال جستجوی همکاری از صنعت و دانشگاه‌ها برای یک تحقیق جدید است که هدف آن دستیابی به چاپ سه‌بعدی بتن زیر آب در مناطق کم‌عمق و نزدیک به ساحل برای تعمیر و ساخت تأسیسات کلیدی بندری است. طبق این طرح، سیستم به‌طور مستقیم از ماسه، رس و آب دریا استفاده خواهد کرد تا وابستگی به تجهیزات خاص و حمل و نقل مواد خارجی در ساخت و ساز زیر آب را کاهش دهد.

هدف به سوی پایگاه‌های دریایی و تأسیسات دریایی

DARPA اعلام کرده است که تکنولوژی‌های موجود برای ساخت بتن زیر آب وجود دارند، اما فرآیندها پیچیده، هزینه‌ها بالا و تأثیرات زیست‌محیطی زیادی دارند که آنها را برای سناریوهای نظامی یا اکتشافی مناسب نمی‌سازد. طرح جدید امیدوار است در مناطق کم‌عمق ساحلی و در عمق‌های حداکثر 100 متر اجرا شود و در آینده می‌تواند برای ساخت تأسیسات بندری، دیوارهای دریایی، و سازه‌های مصنوعی استفاده شود و همچنین به حفاظت از خطوط لوله نفت و گاز زیر آب و کابل‌های ارتباطی زیر آب کمک کند.

هدف بلندمدت این طرح، ایجاد پایه‌ای برای "سیستم‌های کاملاً خودکار با قابلیت عملیات در آب‌های عمیق" است. طبق تصور DARPA، این سیستم در آینده می‌تواند به‌طور مستقیم در نزدیکی تأسیسات دریایی آسیب‌دیده تعمیرات را انجام دهد، فشار لجستیکی را کاهش دهد و سرعت بازسازی در زمان جنگ و پس از بحران را افزایش دهد.

استفاده از هوش مصنوعی برای تعیین نسبت مواد

این پروژه همچنین برنامه‌ریزی کرده است که از هوش مصنوعی برای تعیین بهترین نسبت آب دریا و رسوبات در محیط‌های مختلف دریایی استفاده کند. به دلیل تفاوت‌های زیاد در شرایط ماسه، رس و آب در نقاط مختلف، ترکیب مواد به‌طور مستقیم بر کیفیت و دوام بتن تأثیر می‌گذارد. DARPA امیدوار است که از طریق الگوریتم‌ها، توانایی سازگاری در ساخت و ساز در محل را افزایش دهد و به یک فرمول ثابت وابسته نباشد.

نیروی نظامی ایالات متحده در سال‌های اخیر به‌طور مداوم سرمایه‌گذاری خود را در سیستم‌های خودکار افزایش داده است، از پلتفرم‌های هوایی و زمینی بدون سرنشین گرفته تا لجستیک و پشتیبانی مهندسی. ساخت و ساز 3D در زمین قبلاً آزمایش شده است، اما اجرای ساخت و ساز زیر آب با سیستم‌های رباتیک هنوز به‌عنوان یک جهت‌گیری تکنولوژیکی جدید در نظر گرفته می‌شود.

زمینه‌سازی برای فرسودگی زیرساخت‌های دریایی

DARPA این تحقیق را نیز به مسئله فرسودگی زیرساخت‌های دریایی ایالات متحده مرتبط می‌داند. آب شور، رطوبت، طوفان و خوردگی به‌طور مداوم به تأسیسات مانند اسکله‌ها، پل‌های شناور و دیوارهای دریایی آسیب می‌زند و این مکان‌ها هم به‌عنوان نقاط لجستیکی در زمان‌های عادی و هم به‌عنوان نقاط پشتیبانی نیروی دریایی در زمان جنگ اهمیت دارند.

گزارش‌های عمومی نشان می‌دهد که وضعیت برخی از تأسیسات نظامی دریایی ایالات متحده مدت‌هاست تحت فشار قرار دارد. گزارشی که سال گذشته منتشر شد، به این نکته اشاره کرد که حدود 45 درصد از تأسیسات دریایی گارد ساحلی ایالات متحده، از جمله اسکله‌ها و تأسیسات لنگر، از عمر مفید خود فراتر رفته‌اند.

علاوه بر این طرح ساخت و ساز زیر آب، DARPA همچنین در حال پیشبرد یک تحقیق اولیه دیگر است که سعی دارد به‌طور دقیق‌تری فرسودگی و روش‌های شکست زیرساخت‌های بتنی را در طول چند دهه پیش‌بینی کند. این نهاد در سال 2023 همچنین 10 میلیون دلار به یک تحقیق پنج‌ساله در دانشگاه کلرادو اختصاص داد تا قابلیت "خودترمیمی" مشابه سیستم‌های زیستی را برای تأسیسات آسیب‌دیده مانند فرودگاه‌ها، چاه‌های موشکی و اسکله‌های نیروی دریایی بررسی کند.