考慮到供暖和能源使用成本，運(yùn)營(yíng)一棟建筑通常成本高昂，占全球二氧化碳排放量的 37% 。隨著加拿大各地建造越來(lái)越多的商業(yè)和混合用途建筑，使用可持續(xù)能源措施來(lái)管理其環(huán)境影響對(duì)于地球的健康至關(guān)重要。

滑鐵盧大學(xué)的研究人員現(xiàn)已開(kāi)發(fā)出一種創(chuàng)新的雙層建筑立面，其中含有微藻并利用機(jī)器學(xué)習(xí)來(lái)產(chǎn)生能量。關(guān)于該技術(shù)的兩篇論文《建筑立面光合生物能發(fā)電的優(yōu)化模型》和《建筑立面微藻生物質(zhì)監(jiān)測(cè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)》分別發(fā)表在《可再生能源雜志》和《技術(shù)|建筑+設(shè)計(jì)雜志》上。建筑工程主任兼建筑學(xué)院教授 Mohamad Araji 博士說(shuō)：“微藻在建筑中的應(yīng)用將節(jié)能建筑轉(zhuǎn)變?yōu)榭沙掷m(xù)的生命系統(tǒng)，可以捕獲碳、降低熱負(fù)荷并減少能源需求和成本。”“我們希望擴(kuò)大微藻的使用范圍，使建筑物成為能源凈生產(chǎn)者，實(shí)現(xiàn)自給自足，并獨(dú)立于電網(wǎng)。如果我們能將這種可再生能源系統(tǒng)整合到高層建筑的外墻中，其總表面積比建筑物的屋頂還要大，這可能會(huì)改變游戲規(guī)則。在具有雙層立面或兩層玻璃墻之間有空腔的建筑物中，兩面墻之間的空間內(nèi)裝有光生物反應(yīng)器，可以生長(zhǎng)微藻來(lái)吸收陽(yáng)光并提供室內(nèi)遮蔭以達(dá)到隔熱的目的。

Araji 和機(jī)械與機(jī)電一體化工程系的博士畢業(yè)生 Adham Elmalky利用軟件模擬和機(jī)器學(xué)習(xí)，研究了建筑玻璃墻的不同幾何形狀(從平面到曲面)，以?xún)?yōu)化光生物反應(yīng)器的性能。結(jié)果表明，它使微藻生物量增加了 80%，這將有助于提高建筑物的能源效率。這種創(chuàng)新的可再生能源發(fā)電方法特別適用于加拿大等寒冷氣候國(guó)家。建筑物需要大量燃料來(lái)保持冬季溫暖和正常運(yùn)轉(zhuǎn)，而屋頂則因積雪而無(wú)法使用。

展望未來(lái)，滑鐵盧大學(xué)的工程師計(jì)劃與業(yè)界和其他研究團(tuán)隊(duì)合作，推進(jìn)光生物反應(yīng)器的設(shè)計(jì)，重點(diǎn)是重新設(shè)計(jì)內(nèi)玻璃壁和其他測(cè)試結(jié)果。