Учёные Мордовского государственного университета (МГУ) им. Н. П. Огарёва разработали инновационную методологию оценки климатической устойчивости полимерных композитных материалов, используемых в строительной отрасли, с применением технологий искусственного интеллекта.
Данный проект направлен на развитие инновационных решений в строительной индустрии путем повышения точности оценки свойств новых материалов, сокращения сроков исследований и снижения затрат на эксплуатацию зданий и сооружений в различных климатических зонах России.
«Использование методов машинного обучения применительно к количественному описанию процесса натурного климатического старения полимерных композитов строительного назначения (включающему метеорологические, физико-химические, исторические и системные данные) позволит обеспечить необходимую достоверность прогнозирования в совокупности с сокращением материальных и временных затрат на оценку показателя климатической стойкости. Это, в свою очередь, ускорит внедрение современных и инновационных полимерных композиционных материалов в практику реального строительства», — прокомментировала директор института архитектуры и строительства МГУ им. Н.П. Огарёва, доктор технических наук, профессор Татьяна Низина.
Современные полимерные композиты широко применяются в строительстве благодаря своим уникальным свойствам. Однако их внедрение осложняется рядом проблем.
«Основное ограничение оперативного внедрения современных и инновационных полимерных композитов в практику реального строительства заключается в необходимости комплексной достоверной оценки их свойств, в том числе долговечности в условиях действия факторов окружающей среды. Однако получение достоверной информации о данном показателе предполагает проведение длительных и полномасштабных натурных испытаний, не менее трёх лет в представительных климатических зонах, что обусловлено большим числом действующих факторов окружающей среды, полное воспроизведение которых в лабораторных условиях в настоящее время не представляется возможным», — отмечает Татьяна Анатольевна.
Эти сложности замедляют внедрение новых материалов и снижают их конкурентоспособность. Мордовские учёные предлагают использовать искусственный интеллект для ускорения и упрощения оценки износа и поведения строительных материалов. Эта технология позволит быстро получать надёжные данные о характеристиках материалов в различных климатических условиях, что снизит затраты и повысит эффективность проектирования.
Проект по исследованию полимерных композитов реализуется в течение трёх лет – с 2026 по 2028 годы. До начала основного этапа в 2026 году будут определены ключевые характеристики материала, изготовлены опытные образцы и размещены в различных климатических зонах России (умеренный климат – Саранск, субтропики – Геленджик, экстремальный холод – Якутск). Одновременно начнётся сбор данных и обработка результатов, включая разработку моделей долговечности с использованием методов машинного обучения.
В последующие два года продолжится мониторинг состояния образцов, совершенствование алгоритмов прогнозирования изменения свойств материалов и выявление основных факторов воздействия климата. Завершающим этапом станет обобщение всех собранных данных, подготовка итоговых научных статей и выработка практических рекомендаций по использованию полимерных композитов в строительной отрасли с учётом особенностей разных регионов страны.
Подтверждением высокого уровня исследования мордовских учёных является положительное заключение, выданное Российской академией наук на выполнение государственного задания.