تحول تولید صنعتی گرافن با اتکا به هوش مصنوعی
کرهجنوبی با حمایت دولت مرکزی، پروژهای چند میلیون دلاری را برای ایجاد یک مرکز هوشمند تولید گرافن در شهر پوهانگ آغاز کرده که با بهرهگیری از هوش مصنوعی، تولید، کنترل کیفیت و تجاریسازی گرافن و سایر مواد دوبعدی را تسریع کرده و خدمات تولید سفارشی را در اختیار شرکتها و استارتاپها قرار میدهد.
به گزارش سیناپرس، کرهجنوبی در ادامه سرمایهگذاریهای راهبردی خود در حوزه فناوریهای پیشرفته، پروژهای بلندپروازانه را برای تبدیل شهر پوهانگ به یکی از مهمترین مراکز جهانی توسعه و تولید گرافن و سایر مواد دوبعدی آغاز کرده است.
این پروژه که از حمایت دولت مرکزی برخوردار شده، با تکیه بر هوش مصنوعی و زیرساختهای پیشرفته تولید، به دنبال آن است که مسیر انتقال فناوری از آزمایشگاه به صنعت را کوتاهتر کرده و جایگاه کرهجنوبی را در بازار جهانی مواد پیشرفته بیش از پیش تقویت کند.
مقامهای کرهای امیدوارند این طرح، جایگاه کشور را در صنایع راهبردی مانند نیمههادیها، باتریها و هوافضا تقویت کرده و پوهانگ را به قطب اصلی فناوری گرافن در آسیا تبدیل کند.
این برنامه به رهبری استان گیونگسانگ شمالی، شهرداری پوهانگ و مؤسسه فناوری همگرایی نانو دانشگاه علم و فناوری پوهانگ (POSTECH Nano Convergence Technology Institute) اجرا میشود و در قالب برنامه «زیرساخت نوآوری صنعتی» وزارت تجارت، صنعت و انرژی کرهجنوبی (Ministry of Trade, Industry and Energy – MOTIE) به تصویب رسیده است.
بر اساس برنامهریزی انجامشده، دولت کرهجنوبی و شرکای این پروژه طی سالهای ۲۰۲۶ تا ۲۰۳۰ حدود ۱۴.۳ میلیارد وون، معادل نزدیک به ۱۰.۴ میلیون دلار، برای توسعه این زیرساخت راهبردی سرمایهگذاری خواهند کرد. این سرمایهگذاری بخشی از برنامه کلان کرهجنوبی برای افزایش توان رقابتی در حوزه مواد پیشرفته و فناوریهای آینده محسوب میشود.
در قالب این طرح، مجموعهای جدید در نزدیکی دانشگاه پوهانگ و در منطقه «جیگوکدونگ» احداث خواهد شد. این مرکز علاوه بر برخورداری از خطوط تولید نیمهصنعتی، به تجهیزات آزمایش، ارزیابی و توسعه فناوری نیز مجهز خواهد بود تا پژوهشگران و شرکتهای فناور بتوانند محصولات مبتنی بر گرافن و سایر مواد دوبعدی را از مرحله نمونهسازی تا تولید صنعتی توسعه دهند.
کاربردهای پیشبینیشده برای این مرکز بسیار گسترده است و حوزههایی مانند صنایع الکترونیک، حسگرهای هوشمند، سامانههای ذخیرهسازی انرژی، تجهیزات پیشرفته و نسل جدید مواد مهندسی را در بر میگیرد. کارشناسان معتقدند گرافن و دیگر مواد دوبعدی، به دلیل برخورداری از خواصی مانند استحکام فوقالعاده، هدایت الکتریکی و گرمایی بالا، انعطافپذیری مناسب و ضخامت اتمی، از مهمترین مواد راهبردی دهههای آینده خواهند بود.
یکی از مهمترین بخشهای این پروژه، ایجاد سکویی موسوم به «کی-گرافن فاندری» (K-Graphene Foundry) است؛ مرکزی که بر اساس الگوی موفق کارخانههای ریختهگری صنعت نیمههادی طراحی شده است. در این مدل، شرکتهای مختلف بدون نیاز به سرمایهگذاری سنگین برای ایجاد خطوط تولید اختصاصی، میتوانند سفارش تولید محصولات گرافنی خود را به این مجموعه بسپارند.
به بیان دیگر، این مرکز نقش یک کارخانه تولید قراردادی را ایفا خواهد کرد و امکان تولید گرافن با مشخصات فنی مورد نیاز هر مشتری را فراهم میکند. چنین مدلی میتواند هزینه ورود شرکتهای نوپا به بازار گرافن را کاهش داده و روند تجاریسازی فناوریهای جدید را سرعت ببخشد.
اما آنچه این پروژه را از بسیاری از طرحهای مشابه متمایز میکند، استفاده گسترده از هوش مصنوعی در فرآیند تولید است. پژوهشگران قصد دارند سامانهای مبتنی بر هوش مصنوعی طراحی کنند که اطلاعات مربوط به فرآیند تولید، اندازهگیریها و دادههای کنترل کیفیت را بهصورت یکپارچه تحلیل کند.
این سامانه با استفاده از تحلیل دادههای تولید، قادر خواهد بود شرایط بهینه ساخت گرافن را شناسایی کرده، کیفیت محصولات را بهصورت لحظهای کنترل کند و میزان بازده خطوط تولید را افزایش دهد. یکی از چالشهای اصلی صنعت گرافن، دشواری تولید انبوه محصولی با کیفیت یکنواخت است و متخصصان امیدوارند هوش مصنوعی بتواند این مانع مهم را برطرف کند.
در واقع، یکی از مشکلات اساسی توسعه صنعتی گرافن، فاصله میان تولید نمونههای آزمایشگاهی و تولید انبوه با کیفیت پایدار است. بسیاری از فناوریهای گرافنی در مقیاس آزمایشگاهی عملکرد مطلوبی دارند، اما هنگام تولید در مقیاس صنعتی با افت کیفیت یا افزایش هزینه روبهرو میشوند. استفاده از تحلیل هوشمند دادهها و کنترل دقیق فرآیند، میتواند این فاصله را کاهش دهد و تولید صنعتی را اقتصادیتر سازد.
مقامهای محلی، این پروژه را بخشی از برنامه بلندمدت تبدیل پوهانگ به مهمترین خوشه صنعتی گرافن کرهجنوبی میدانند. این شهر طی سالهای اخیر سرمایهگذاری گستردهای در توسعه فناوریهای مرتبط با گرافن انجام داده و پروژههایی مانند تولید انبوه فیلمهای گرافنی و اجرای طرح «دره گرافن» (Graphene Valley) را نیز در دستور کار قرار داده است.
انتظار میرود راهاندازی این زیرساخت جدید، شرکتهای فعال در حوزه مواد پیشرفته را به حضور در پوهانگ ترغیب کرده و زمینه شکلگیری استارتاپهای فناور، همکاریهای صنعتی و برنامههای آموزشی تخصصی را نیز فراهم کند. توسعه این اکوسیستم میتواند به تربیت نیروی انسانی متخصص و افزایش سرعت تجاریسازی دستاوردهای پژوهشی منجر شود.
کارشناسان معتقدند رقابت جهانی در حوزه مواد پیشرفته، بهویژه گرافن، طی سالهای آینده شدت بیشتری خواهد گرفت.
به نقل از نانو ایران، کشورهایی که بتوانند زنجیره کامل تحقیق، توسعه، تولید و تجاریسازی این ماده را در اختیار داشته باشند، در صنایعی مانند نیمههادیها، باتریهای پیشرفته، تجهیزات هوافضا، خودروهای برقی، حسگرهای هوشمند و سامانههای الکترونیکی نسل آینده از مزیت رقابتی قابلتوجهی برخوردار خواهند شد.
پروژه جدید پوهانگ نیز دقیقاً با چنین رویکردی طراحی شده است؛ طرحی که نهتنها یک مرکز تولید گرافن، بلکه زیرساختی هوشمند برای توسعه نسل آینده مواد دوبعدی به شمار میرود و میتواند جایگاه کرهجنوبی را در رقابت جهانی فناوریهای راهبردی بیش از پیش تقویت کند.