Инженеры Массачусетского технологического института нашли способ сделать строительство мостов и дешевле, и чище. Их новая модель соединяет топологическую оптимизацию — расчёт идеального распределения материала в пространстве — с реальными ограничениями стройки. Результат впечатляет: мосты можно возводить преимущественно из дерева, резко сокращая расход стали и бетона, а заодно и углеродный след производства.
Суть проблемы в том, что классическая оптимизация выдаёт проекты, которые прекрасны на экране, но непосильны в реализации. Конструкции получаются запутанными, угловатыми, похожими на паутину — архитекторы не принимают такую эстетику, а строители просто не знают, как собрать подобное имеющимися кранами и инструментами. При этом материалы нельзя смешивать внутри одной детали: балку не сделать на 72 % деревянной и на 28 % стальной. Но для целого моста такое соотношение вполне реально.
Модель МТИ работает иначе. Сначала задаются жёсткие рамки: число элементов, их габариты, допустимые углы соединений. Только после этого алгоритм решает, из чего делать каждую часть и как их стыковать для нужной прочности и жёсткости. На выходе — проект, который реально можно построить.
Наглядную демонстрацию дали на мосту в Локпорте, недалеко от Буффало, штат Нью-Йорк. Пересчитанная конструкция получилась «перевернутой»: древесина забирает на себя основную нагрузку, сталь остаётся только там, где она незаменима. Дерева стало в несколько раз больше — затраты и выбросы упали пропорционально.
