Δροσερά σπίτια και ρούχα με τεχνητή νοημοσύνη

Μια ομάδα επιστημόνων από το Πανεπιστήμιο του Texas, το Πανεπιστήμιο Shanghai Jiao Jong, το Εθνικό Πανεπιστήμιο της Singapore και το Πανεπιστήμιο Umea χρησιμοποίησαν τεχνητή νοημοσύνη (AI) για να αναπτύξουν σύνθετες τρισδιάστατες θερμικές μετα-εκπομπές που μπορούν να εφαρμοστούν σε σπίτια ή ρούχα, για παράδειγμα, για να παρέχουν παθητική ψύξη.

Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν μια προσέγγιση μηχανικής μάθησης για να αναπτύξουν περίπου 1.500 διαφορετικά υλικά που μπορούν να εκπέμπουν θερμότητα με διαφορετικούς τρόπους σε διαφορετικά επίπεδα. Οι επιστήμονες περιγράφουν τη μέθοδο στη μελέτη “Υπερ-ζωνικοί και επιλεκτικοί ως προς τη ζώνη θερμικοί μετα-εκπομποί μέσω μηχανικής μάθησης” ή “Ultrabroadband and band-selective thermal meta-emitters by machine learning”, η οποία έχει δημοσιευτεί στο Nature.

Δες περισσότερα άρθρα του iGuRu.gr όταν αναζητάς ειδήσεις στην Google.

Το iGuRu.gr προτιμώμενη πηγή

Κατ’ αρχήν, αυτά τα υλικά είναι κατάλληλα για την παθητική ψύξη αντικειμένων που έχουν επικαλυφθεί με αυτά, αντανακλώντας τη θερμότητα του ήλιου. Αυτό μπορεί να οδηγήσει σε σημαντική εξοικονόμηση ενέργειας, καθώς τα σπίτια που είναι επικαλυμμένα με υλικό μετα-εκπομπών δεν θα χρειάζεται πλέον να ψύχονται με συστήματα κλιματισμού, τα οποία είναι ενεργοβόρα.

Χρησιμοποιώντας συμβατικές μεθόδους, για την ανάπτυξη μετα-εκπομπών ήταν μια μακρά διαδικασία βασισμένη σε μεθόδους δοκιμών και σφαλμάτων. Ακόμη και οι αυτοματοποιημένες μέθοδοι ήταν αρκετά αργές, καθώς δεν μπορούσαν να αποδώσουν επαρκώς τις σύνθετες τρισδιάστατες δομές των μετα-εκπομπών. Μπορούσαν να δημιουργήσουν μόνο απλά σχήματα και λεπτά στρώματα ή επίπεδα μοτίβα. Αυτό συχνά οδήγησε σε λιγότερο καλά σχέδια που δεν ήταν αρκετά αποτελεσματικά.

Από την άλλη πλευρά, η μέθοδος που βασίζεται στην Τεχνητή Νοημοσύνη και έχει αναπτυχθεί τώρα οδήγησε σε επέκταση του χώρου σχεδιασμού, έτσι ώστε να μπορούν να παραχθούν “υλικά με εξαιρετική απόδοση” που πριν ήταν “αδιανόητα”.

Εξοικονόμηση ενέργειας μέσω μετα-εκπομπών

Από τα 1500 υλικά που πρότεινε η Τεχνητή Νοημοσύνη, οι επιστήμονες επέλεξαν τα τέσσερα πιο υποσχόμενα για παραγωγή και δοκιμή στην πράξη και “έντυσαν” ένα μοντέλο σπιτιού με αυτά. Η χρήση των μετα-πομπών είναι παρόμοια με την εφαρμογή βαφής. Η στέγη του του σπιτιού εκτέθηκε σε τέσσερις ώρες άμεσου μεσημεριανού ήλιου και ήταν μεταξύ 5 και 20 °C πιο δροσερή από τις στέγες χωρίς αυτήν την επίστρωση.

Οι επιστήμονες υπολογίζουν ότι ένα τυπικό κτίριο κατοικιών υπό θερμές κλιματικές συνθήκες μπορεί να εξοικονομήσει περίπου 15.800 kW ηλεκτρικής ενέργειας ετησίως από την ενεργητική ψύξη που προσφέρει ένα σύστημα κλιματισμού, κάτι που θα μειώσει κατά πολύ το κόστος.

Οι ερευνητές έχουν χωρίσει τους μετα-εκπομπούς σε επτά κατηγορίες, ώστε να μπορούν να αντιστοιχιστούν καλύτερα σε διαφορετικούς τομείς εφαρμογής ανάλογα με τα συγκεκριμένα δυνατά και αδύνατα σημεία τους.

Μερικοί από αυτούς τους μετα-εκπομπούς μπορούν να χρησιμοποιηθούν, για παράδειγμα, για τη μείωση των θερμοκρασιών σε μεγάλες πόλεις κατά τη διάρκεια της καλοκαιρινής ζέστης, αντανακλώντας το ηλιακό φως από κτίρια και επιφάνειες και εκπέμποντας την θερμότητα σε ορισμένα μήκη κύματος. Είναι επίσης δυνατό να χρησιμοποιηθούν για την επικάλυψη ρούχων, ώστε να διατηρείται πιο δροσερός αυτός που τα φοράει. Το ίδιο ισχύει και για τα αυτοκίνητα ή τα διαστημόπλοια, για παράδειγμα, που εκτίθενται στον ήλιο και πρέπει να διατηρούνται δροσερά.

DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-025-09102-y

newsbot

Αν και τα δελτία τύπου θα είναι από πολύ επιλεγμένα έως και σπάνια, είπα να περάσω … γιατί καμιά φορά κρύβονται οι συντάκτες.