سال‌هاست که انسان زمین را می‌کاود و می‌شکافد تا منابع معدنی آن را استخراج کند. در کنار تلاش برای بهره‌برداری از این ذخایر نباید گام‌های بزرگی را که برای رشد فناوری‌های معدنی در بخش اکتشاف و استخراج برداشته شده، نادیده گرفت؛ اقداماتی که بیشتر با هدف تمرکز بر بهره‌وری و کاهش هزینه‌های معدنکاری انجام شده است.

سنگ بنای فناوری هوش مصنوعی هوشمند کردن و انجام خودکار فعالیت‌ها، بدون نقش آفرینی انسان است. این فناوری تلاش می‌کند سرعت و کیفیت انجام کارها را بهبود بدهد و توامان بر ایمنی کارها بیفزاید. فناوری زمین‌شناسی و معدن، با استفاده از تجهیزات عمرانی و مهندسی، ظرفیت بسیار خوبی برای استفاده از فناوری‌های پیشرفته دارد. فناوری هوش مصنوعی نیز دارای ظرفیت زیادی برای ایمن سازی و بهره‌وری بیش‌تر عملیات از جمله اکتشافی و بهره‌برداری است.

صنعت معدن در قرن گذشته به عنوان یک صنعت بزرگ به طور قابل توجهی بالغ شده است. ما دیگر با کار فیزیکی دست و به کمک حیوانات استخراج نمی کنیم بلکه تکنولوژی در کشف و بهره برداری از معادن به ما کمک میکند. معادن مدرن در حال حاضر محیط های پیچیده و پر ماشین هستند که تجهیزات سنگین و فناوری رایانه ای را در مجاورت انسانهایی قرار می دهد که باید آنها را کار کنند.

بهبود کشف و بهره برداری بهتر به کمک هوش مصنوعی

فناوری‌های توسعه‌یافته در این بخش ابعاد گوناگونی دارد که شامل کنترل از راه دور معادن از فاصله هزاران کیلومتری، استفاده از کامیون‌ها و ترن‌های خودکار، نظارت بر هر بخش جزئی از کارخانه‌ها و فرآیند فرآوری آنها به شکل زنده، اتوماسیون و مکانیزاسیون گسترده برای سیستم‌های نمونه‌برداری، اکتشاف، تصویربرداری، سیستم‌های نقشه‌برداری و همچنین هواپیماهای بدون سرنشین می‌شود.

هوش مصنوعی و یادگیری زمینه‌ساز تحولی جدی در حوزه معدن و صنایع معدنی شده است. این حوزه در شمار فناوری‌های روبه رشد از هوش مصنوعی است که به مطالعه الگوریتم‌ها پرداخته و به کمک معدن‌کاران می‌آید. یکی از حوزه‌هایی که فناوری هوش مصنوعی نقش آفرینی می‌کند، حوزه اکتشاف است. این فناوری با شناسایی اتوماتیک رخساره سنگ‌ها با استفاده از پردازش داده‌های گمانه‌ها، به فرآیند اکتشاف کمک می‌کند.

همچنین در حوزه طبقه‌بندی سنگ‌ها با شناسایی سنگ و خاک به کمک داده‌های سنجش از دور و همچنین شناسایی و پیش‌بینی محل‌های دارای ظرفیت برای اکتشاف، به فعالان این حوزه کمک می‌کند. هوش مصنوعی می‌تواند داده‌های دورسنجی، عکس‌های ماهواره‌ای، عکس‌های هوایی، نقشه‌های ژئوفیزیکی، نقشه‌های زمین‌شناسی، نقشه‌های ژئوشیمی را تحلیل کند.

هوش مصنوعی برای شناسایی مناطق جدید و بالقوه ارزشمند برای استخراج یا حفاری استفاده می‌شود. با استفاده از تطبیق الگوها، تجزیه و تحلیل پیش بینی و حتی سیستم‌های بینایی رایانه‌ای که می‌توانند نقشه‌ها و داده‌های زمین شناسی را پردازش کنند، هوش مصنوعی قادر است حجم وسیعی از داده‌ها را تجزیه و تحلیل کند تا بهتر پیش بینی کند کجا منابع بهتری پیدا می‌شود. با پیش بینی‌های بهتر‌، برنامه ریزی بهتر و بازدهی بهتر سرمایه گذاری به بار خواهد نشست.

فناوری هوش مصنوعی می‌تواند به این پرسش که چه چیزی در زمین است پاسخ دهد. این فناوری با پیش‌بینی نقاط حفاری با استفاده از اطلاعات مغزه‌های پیشین، نمونه‌های خاک، نقشه‌برداری محل معدن یا داده‌های دیگر شامل: ژئوفیزیک، نمونه‌برداری شیاری، طبقه بندی شرایط زیرسطحی، شناسایی اتوماتیک کانی‌های زیرسطحی، چین ها و شکستگی با استفاده از سیگنال های صوتی و تحلیل آن‌ها از دیگر کاربردهای هوش مصنوعی است.

اما ظرفیت هوش مصنوعی به همین جا ختم نمی‌شود و می‌تواند در احیا یا بازسازی معادن نیز کارآمدی خود را نشان دهد. هوش مصنوعی می‌تواند به این پرسش پاسخ دهد که چگونه می‌توانیم معادن را دوباره احیا کنیم و مورد استفاده قرار دهیم. همچنین این فناوری به یاری محیط زیست، انسان ها و حیوانات می‌آید و با ارائه روش‌های بهینه از آن حفاظت می‌کند. هوش مصنوعی به تبدیل صنعت معدن به یک صنعت ایمن تر، سودآورتر و دوستدار محیط زیست کمک می‌کند.

هوش مصنوعی با رصد دقیق تغییرات زیست‌محیطی، رخ‌دادها و بلایای طبیعی و آسیب‌های بالقوه برای پوشش گیاهی، آب و گونه‌های جانوری، می‌تواند محیط زیست پایدار را به ارمغان بیاورد. با استفاده از عکس‌های هوایی، ماهواره‌ای و تحلیل آن‌ها، روند بهره وری از محیط زیست و معادن دستخوش تحول می‌شود.

با توجه به اینکه مجموع هزینه های عملیاتی شرکت های معدنی برتر در جهان به 15 میلیارد دلار می رسد، روش‌های عملیاتی کارآمد با استفاده از هوش مصنوعی که اکنون به آن استخراج هوشمند گفته می شود، به سرعت در حال پیشرفت است.

مک کینزی تخمین می زند که تا سال 2035، استخراج هوشمند از طریق استخراج مستقل با استفاده از تجزیه و تحلیل داده ها و فناوری های دیجیتالی مانند هوش مصنوعی سالانه بین 290 تا 390 میلیارد دلار برای تولیدکنندگان مواد اولیه معدنی صرفه جویی می‌کند. صنعت معدن به طور فزاینده ای از هوش مصنوعی به روش های خلاقانه برای بهینه سازی فرایندها، تصمیم گیری موثر تر، به دست آوردن ارزش از داده ها و بهبود ایمنی استفاده می کند.

پهبادهای هوشمند و کامیون های خودران

هواپیماهای بدون سرنشین به طور فزاینده‌ای در صنعت معدن مورد استفاده قرار می گیرند و به ابزاری بسیار قدرتمند برای طیف وسیعی از برنامه ها تبدیل می‌شوند. شرکتها از پهپادها برای اسکن عملیات استخراج معادن خود استفاده می کنند، همچنین این پهپادها به مدیریت هرچه بهترزباله ها، مسائل زیست محیطی، حوضچه های نگهداری و شستشو و زیرساخت های خط لوله کمک می‌کنند.

بسیاری از آنچه را که می‌توان با یک هواپیمای بدون سرنشین دید، با چشم ما بر روی زمین قابل مشاهده نیست. پیشرفت آسمان و همچنین تأثیر معدن بر اکوسیستم اطراف آن به کمک پهبادهای هوشمند قابل رصد است. این هواپیماهای بدون سرنشین با استفاده از سیستم های بینایی رایانه ای مبتنی بر یادگیری ماشین و هوش مصنوعی، می‌توانند داده‌های جمع آوری شده از تصاویر را تجزیه و تحلیل کنند. این امر به شرکت های معدنی دسترسی مستمر و نظارت بر تأسیسات خود را به صورت شبانه روزی میدهد.

با استفاده از سیستم‌های خودران مجهز به هوش مصنوعی، شرکت‌های معدنی بیشتر از ماشین های خودکنترلی در محیط های سخت استفاده می کنند. این تجهیزات می توانند بدون حضور انسان کار کنند. همچنین می‌تواند به مکانهای زیادی برود که انسانها از نظر جسمی نمی توانند به آنجا بروند. تجهیزات معدن مستقل برای افزایش بهره وری کلی تنظیم شده است. علاوه بر این، این ماشین ها قادرند به طور شبانه روزی بدون خستگی کار کنند و در عین حال اشتباهات پرهزینه و بالقوه کشنده را نیز به حداقل برسانند.

جنبه دیگر این ماشینهای مستقل این است که می‌توانند برخی از بازرسی‌های منظم مورد نیاز در معادن را انجام دهند. با اتصال دوربین‌ها و حسگرها به تجهیزات، شرکت‌ها می‌توانند سطح گاز و بی ثباتی ساختاری را تشخیص دهند. هرچه بیشتر معادن قابل بازرسی باشند و کمتر به اعزام بازرسان انسانی به معدن نیاز داشته باشیم، عملیات‌های معدن ایمن تر خواهد بود.

کاهش تاثیرات مخرب زیست محیطی به کمک هوش مصنوعی

معدن به دلیل ماهیت خود مخرب است و تأثیر منفی بر محیط زیست دارد. در حالی که امکان حذف کامل تاثیرات منفی معدن بر محیط زیست وجود ندارد، اما می‌توان با مدیریت نحوه استخراج، حمل و نقل بهینه تر، این تأثیر را به میزان قابل توجهی کاهش داد. دوربین‌ها و سنسورها در اطراف معادن در داخل و خارج مستقر شده اند تا همواره تحت نظارت باشند. این دستگاه‌ها قادرند حفر، استخراج و فعالیت‌های کلی معدن را زیر نظر داشته باشند و میزان انتشار ضایعات و مواد مضر را زیر نظر داشته باشند.

این دستگاه‌های مجهز به هوش مصنوعی قادر به تجزیه و تحلیل فوری حجم وسیعی از داده های حسگر و هشدار در صورت وجود مشکل هستند. این سیستم‌ها می‌توانند الگوهایی را که ممکن است نگران کننده باشند، تشخیص دهند. لرزش های منظم، تغییرات دما و رویدادها در قسمت های مختلف معدن را می‌توان با یادگیری ماشین تشخیص داد.

هوش مصنوعی تأثیر گسترده‌ای بر صنعت معدن داشته است. تولیدکنندگان تجهیزات معدنی و شرکت‌های توسعه ای به طور فزاینده ای از هوش مصنوعی برای ارائه ارزش و قابلیت اطمینان بیشتر در صنعت استفاده می‌کنند و در عین حال ایمنی را افزایش می‌دهند و تاثیرات زیست محیطی را کاهش می‌دهند. تأثیر هوش مصنوعی در حال حاضر از طریق معادن ایمن تر، کاهش تأثیر بر محیط زیست، بهبود اقتصاد و سودآوری و افزایش استخراج منابع گرانبها نشان داده می‌شود.

استارتاپ‌های پیشرو هوش مصنوعی در صنعت معدن

oreFox

بذر این شرکت در سال 2014 کاشته شد. از بنیانگذاران این شرکت خواسته شد داده‌های معدن را تحلیل کنند و آن ها ابزاری را برای این کار توسعه دادند که منجر به ایجاد یک سیستم هوش مصنوعی شد. محصول این شرکت که با هدف تشخیص محل ذخایر جدید طلا توسعه یافته بود، در سال 2017 تکمیل شد و توانسته عملکرد موفقیت آمیزی داشته باشد.

پس از آن این شرکت 2 محصول دیگر هم توسعه داده است. محصول اول یک سیستم هوش مصنوعی است که داده‌های مربوط به یک حوزه را برای اکتشاف منابع جدید بررسی می‌کند و نقاطی که احتمال بیشتری برای کشف منابع وجود دارد را مشخص می‌کند. محصول دوم یک سیستم یادگیری عمیق است که ویژگی‌های زمین شناختی و دیگر موارد مربوط به اکتشاف را تحلیل می‌کند تا فرصت اقتصادی استخراج را شناسایی کند.

Imago

این شرکت برای خود یک هدف ساده تعریف کرده است: افزایش احتمال اکتشاف معدن. این شرکت امیدوار است با توسعه پلتفرمی که از تصاویر زمین شناسی داده و تحلیل های معنادار استخراج می‌کند، احتمال موفقیت فعالیت های اکتشاف را نسبت به مدل های سنتی ارتقا دهد.

پلتفرمی که توسط این شرکت توسعه داده شده است، تصاویر مربوط به منابع مختلف را کنار هم قرار می‌دهد و آن‌ها را به داده هایی قابل فهم تبدیل می‌کند. سپس ربط میان این اطلاعات با فعالیت های مختلف معدن را مشخص می‌کند و نهایتا از دانشی که ایجاد شده است برای ارتقا سطح تحلیل های بعدی استفاده می‌ کند.

Earth AI

محصول اصلی این شرکت یک الگوریتم یادگیری ماشین است که می‌تواند میلیون ها داده را برای تشخیص اینکه چه جایی ذخایر اقتصادی مواد معدنی وجود دارد، تحلیل کند. ویژگی این الگوریتم این است که حتی برای مناطقی که قبلا هیچ اکتشافی در آن‌ها صورت نگرفته هم کاربرد دارد.

بعد از ایجاد این پلتفرم Earth AI دست از نوآوری برنداشته است و پروژه‌های جدیدی مانند استفاده از پهپاد برای انجام تحقیقات دقیق مغناطیسی را در پیش گرفته است. با توجه به کارکردهای گسترده ای برای تکنولوژی های توسعه یافته توسط این شرکت متصور است، بسیاری از شرکت های نامی حوزه صنعت با این مجموعه وارد تعامل و همکاری شده اند که Red Metal، Toro Energy، Peel Mining و Hammer Metals از جمله این شرکت ها هستند.

Koan Analytics

این شرکت که از سال 2017 فعالیت خود را آغاز کرده است با حضور در یک هاکاتون که توسط شرکت  Barrick Gold توانست قابلیت های خود را بروز دهد. پس از این رویداد بود که  Barrick با مشاهده ظرفیت بالای این شرکت، تصمیم گرفت با آن‌ها یک همکاری تجاری را شروع کند. این همکاری با هدف توسعه ابزارهای یادگیری ماشین برای کاربرد اختصاصی در حوزه اکتشاف و معدن و برای حداکثر کردن ارزش تولید شده توسط این صنعت، شکل گرفت.

اولین محصول Koan که با نام RAAV شناخته می‌شود بر گردآوری و سازماندهی داده های مرتبط با معدن تمرکز دارد و تحلیل های منطقی پیش بینانه را برای پشتیبانی از فرآیند تصمیم گیری متخصصان ارائه می دهد. RAAV داده های گردآوری شده و تحلیل های حاصل شده را در قالب های بصری نمایش می‌دهد و امکان تبادل داده و اطلاعات با دیگر پلتفرم های مورد استفاده در صنعت مانند پلتفرم های GIS را دارد.