Escrito por Eduardo Souza publicado via ArchDaily

Crédito da Imagem: Cortesia de Maestro

A madeira engenheirada tem emergido como uma alternativa sustentável para substituir os componentes de concreto nas construções, uma vez que este contribui, sozinho, para 8% das emissões globais de CO2. Com variados exemplos nas mais distintas escalas e programas, este material tem se mostrado promissor para revolucionar a indústria, agregando eficiência, resistência e conforto. Mesmo quando lidamos com processos altamente padronizados e eficientes na fabricação das peças estruturais, sempre há espaço para aprimoramento e redução de desperdícios. Principalmente porque o processo industrial tradicional de serrar os troncos em partes pode gerar resíduos substanciais.

É nesse contexto que surge o A.I. Timber, um material de construção inovador projetado para minimizar o desperdício, ao preservar os contornos naturais das árvores. No lugar dos métodos convencionais de serrar troncos únicos em placas padronizadas, A.I. Timber utiliza a Inteligência Artificial de forma engenhosa para encaixar esses troncos como peças de um quebra-cabeça perfeitamente montado. Para entender mais sobre a iniciativa e o futuro deste material, conversamos com Carlo Ratti e Mykola Murashko, que coordenaram o projeto.

 

 

 

Cortesia de Maestro

Sendo um material natural, a madeira sempre refletirá as condições de crescimento da árvore, desde o clima, os ventos predominantes ou até mesmo sua posição na floresta. Ao examinarmos uma seção transversal de um tronco, podemos identificar diferentes partes, como o alburno e o cerne, cada uma com sua própria resistência e características distintas. A maneira como o tronco é serrado e dividido em tábuas ou peças estruturais desempenha papel crucial na definição da funcionalidade e das características das seções resultantes. A inovação presente em A.I. Timber foi utilizar o próprio contorno natural das peças para reduzir os desperdícios e não segmentar as fibras da madeira. Algoritmos de IA e ferramentas de usinagem digital foram empregados para digitalizar um conjunto de toras brutas, convertê-las em placas e determinar o arranjo ideal para sua montagem. Isso resulta em painéis de madeira com tábuas interligadas que se alinham perfeitamente, minimizando a remoção do material natural da árvore. O método foi desenvolvido pela Maestro, uma startup de tecnologia de construção recém-criada, fruto das mentes criativas da CRA-Carlo Ratti Associati e desenvolvido em colaboração com estudantes e pesquisadores do MIT e da Universidade Tongji.

A.I. timber é inspirada na própria natureza. Com a tecnologia adequada, podemos trabalhar com formas naturais em vez de contra elas. - Carlo Ratti

O arquiteto continua explicando que "A produção industrial moderna envolve a padronização, mas cada árvore cresce em direções diferentes. Quando você transforma árvores únicas em painéis uniformes, desperdiça toda a madeira que não se ajusta. Para um painel típico de CLT, até 60% da madeira que você corta acaba virando composto ou vai para a incineração. Nosso método é diferente. Utilizamos a tecnologia LiDAR para escanear um conjunto de toras brutas e empregamos a inteligência artificial para encaixá-las como peças de um quebra-cabeça, fazendo o menor número possível de cortes e aproveitando toda a madeira disponível."

Quanto à tecnologia em si, Mykola Murashko, CEO e co-fundador da Maestro Technologies, afirma: "Sem a inteligência artificial, fabricar esse material não seria possível. A tecnologia nos permite calcular os meios ótimos de serrar um conjunto de toras a fim de reduzir o desperdício de madeira. Especificamente, nosso algoritmo minimiza a função de perda associada ao volume de madeira que precisa ser cortado para tessalizar um conjunto de lamelas em uma camada de CLT. A Maestro desenvolveu um sistema integrado para incorporar essa tecnologia à produção, unindo tecnologia de imagem com IA para criar instruções sob medida para serrarias e máquinas CNC. Esse sistema com IA nos capacita a oferecer habilidades artesanais personalizadas a velocidades industriais.

"Quando você respeita o contorno original da árvore, você não apenas economiza uma quantidade tremenda de madeira - você obtém como resultado uma forma bonita e única." - Mykola Murashko

Mykola acrescenta: "Além da estética, as lamelas entrelaçadas dentro do painel CLT melhoram o desempenho estrutural, atuando contra as forças de cisalhamento dentro do painel. Em outras palavras, o material se mantém unido por si só. Isso poderia, no futuro, nos permitir usar menos cola na produção de CLT."

 

 

Cortesia de Maestro

A principal intenção do projeto é usar a tecnologia para preencher a lacuna entre o design e a fabricação, possibilitando que uma rede de fornecedores produza peças personalizadas em uma escala sem precedentes, resultando em edifícios transportáveis e feitos sob medida. Essa abordagem promete tornar a construção mais eficiente, rápida e ambientalmente amigável do que nunca. Carlo Ratti acrescenta: "A Maestro, nossa startup de construção, se baseia em um plano abrangente para revolucionar a forma como construímos: a madeira com inteligência artificial é apenas a primeira peça. Criamos designs personalizados em um ambiente digital e, em seguida, enviamos para uma rede de fábricas europeias que fabricam todas as peças personalizadas. Como reger uma sinfonia, a Maestro direciona as fábricas para criar o edifício em partes e depois enviá-lo para o destino na Maestro Flatpack."

A pré-fabricação elimina todo o tempo e os custos de um canteiro de obras tradicional - a montagem final é tão simples quanto encaixar as peças. Materiais leves e personalizáveis, como a madeira com inteligência artificial, tornam esse método possível. Ele tornará a construção mais barata, mais ecológica e de maior qualidade do que tudo o que fizemos antes. - Carlo Ratti

 

 

Cortesia de Maestro

 

 

Cortesia de Maestro

O protótipo de estreia do A.I. A madeira foi fabricada em Xangai no início deste verão, durante a conferência DigitalFUTURES, organizada pelo professor da Universidade Tongji, Philip Yuan. Ao longo de um workshop de uma semana, Murashko e Nikita Klimenko, do MIT, orientaram uma equipe internacional de pesquisadores na utilização de IA. Madeira para construir uma estrutura de prova de conceito – um pequeno pavilhão triangular interativo utilizando o sistema.