A mesterséges intelligencia segítségével kifejlesztett festék akár 5–20 fokkal hűvösebbé teheti az épületeket a normál festékhez képest a legnagyobb hőség idején is – állítják kutatók, akik gépi tanulással új bevonatok formuláit alkották meg.
A szerző a Makronóm újságírója.
Az amerikai, kínai, szingapúri és svéd egyetemek kutatói gépi tanulás segítségével olyan új festékformulák kidolgozására összpontosítottak, amelyek optimálisan verik vissza a napsugárzást és adják le a hőt. A kutatás során elengedték a hagyományos próbálkozásos módszert, ami egy jelentős előrelépés az anyagtudomány területén.
A mesterséges intelligencia alkalmazásával a kutatók olyan anyagokat tudnak létrehozni, amik korábban elképzelhetetlenek voltak. A gépi tanulás ugyanis több területen is áttörést hozott: tavaly például a brit MatNex cég MI segítségével egy új típusú állandó mágnest fejlesztett elektromos járművek motorjaihoz, így elkerülve a szén-dioxid-kibocsátással járó ritkaföldfém-bányászatot. A Microsoft pedig olyan MI-eszközöket adott ki, amelyek lehetővé teszik a kutatók számára, hogy sokkal gyorsabban tervezzenek szervetlen anyagokat, például kristályszerkezeteket, amelyeket napelemekben vagy orvosi implantátumokban használhatnak.
Kevesebb hűtésre lehet majd szükség
A városi hőszigethatás mérséklése különösen fontos lehet a klímaváltozás során. Az MI-fejlesztésű festékek jelentős mértékben csökkenthetik a városokban a légkondicionálás szükségességét, aminek az eredménye nemcsak a háztartások számláin jelenik meg, hanem a teljes városi energiafogyasztás mérséklését is magával hozza. A kutatók szerint a festék különösen hatékony a déli napsütés során, amikor a hőterhelés a legnagyobb. A technológia széles körű alkalmazása jelentős hatást gyakorolhat a városi mikroklímára is.
Ez az új fejlesztés a speciális összetételének köszönhetően jobban visszaveri a napsugarakat, mint a hagyományos festékek, ugyanakkor hatékonyabban sugározza ki a felhalmozódott hőt.
Ez a kettős hatás teszi lehetővé a jelentős hőmérséklet-csökkentést. A kutatók azt is hangsúlyozzák, hogy nemcsak épületeken, hanem más felületeken is használható.
Jelentős energiamegtakarítás
A tanulmány szerint a festék egy négyemeletes épület tetején egy forró éghajlatú városban, például Rio de Janeiróban vagy Bangkokban évente 15 800 kilowattóra energiát takaríthat meg, ami jelentős csökkenés a légkondicionálók által felhasznált energia esetén. Ha ezer ilyen épületet festenének le, azzal több mint tízezer légkondicionáló éves működtetésének megfelelő energiát lehetne megtakarítani.
Ezek a számok jól mutatják a technológiában rejlő potenciált. A festék ráadásul nemcsak épületeken, hanem autókon, vonatokon és elektromos berendezéseken is használható. A kutatók szerint különösen előnyös lehet az olyan régiókban, ahol a légkondicionálás költségei komoly terhet rónak a lakosságra. A technológia széles körű bevezetésével akár nemzeti szinten is jelentős energiamegtakarítás érhető el.
Az MI forradalmasítja az anyagfejlesztést
„A gépi tanulási keretrendszerünk hatalmas előrelépést jelent a termikus meta-emitterek tervezésében. A folyamat automatizálásával és a tervezési lehetőségek kibővítésével olyan kiemelkedő teljesítményű anyagokat tudunk létrehozni, amelyeket korábban elképzelni sem tudtunk” – mondta Yuebing Zheng, a Texasi Egyetem professzora, a tanulmány társszerzője.
Szerinte a mesterséges intelligencia segítségével egy hónapnyi munkát néhány nap alatt el lehet végezni, és olyan anyagokat lehet felfedezni, amelyeket a hagyományos próbálkozásos módszerrel sosem találtak volna meg.
Most már a gépi tanulás által adott javaslatokat követjük, hogy milyen szerkezetet és anyagokat használjunk, így sok-sok kísérleti tesztelés nélkül érhetjük el a kívánt eredményt
– tette hozzá a professzor.
Mindez alapjaiban alakítja át az anyagok fejlesztésének hagyományos módszereit, hiszen a kutatók immár előre megadhatják, hogy milyen tulajdonságú anyagokat szeretnének, az MI pedig megmutatja, hogyan lehet azokat létrehozni.
Többen is próbálkoznak a falak hőszabályozásával
Szingapúrban dolgozó tudósok egy új, cementalapú festéket fejlesztettek ki, amely egyszerre tükrözi vissza a napfényt és „utánozza” az izzadást, azaz lassan párologtatja a benne tárolt vizet, hogy hűvösen tartsa az épületeket. Ez a passzív hűtési technológia nem igényel elektromos áramot, így fenntartható megoldást kínál a légkondicionálás kiváltására, különösen a forró, párás éghajlatú területeken, ahol a hagyományos radiatív hűtés önmagában nem elég hatékony. A kutatók három házat vontak be különböző festékekkel: a szokványos fehér festék és a kereskedelmi forgalomban kapható hűtőfesték két év alatt megsárgult, míg az új megőrizte a fehérségét és így a hatékonyságát is.
Az új fejlesztés három kulcsfontosságú hűtési mechanizmust ötvöz: a napfény visszaverését (radiatív hűtés), a víz párologtatását (evaporatív hűtés, ami olyan, mint az emberi bőr izzadása) és a magas napfény-reflektivitást. A festék porózus szerkezete tárolja és lassan engedi el a vizet, miközben 88–92 százalékban veri vissza a napfényt, és a hő 95 százalékát képes kibocsátani infravörös sugárzásként. Nanorészecskék erősítik a fényvisszaverést és a tartósságot, míg kis mennyiségű polimer és só segít a nedvesség megtartásában és a repedések megelőzésében. A tesztek során az új festékkel bevont ház 30–40 százalékkal kevesebb áramot használt légkondicionálásra.
Startupözön a generatív MI területén
Dr. Alex Ganose, az Imperial College London kémiaprofesszora, aki maga is gépi tanulással tervez új anyagokat, elmondta: „Hihetetlen tempóban halad a fejlődés ezen a területen. Az elmúlt évben számos startup próbálta anyagfejlesztésre használni a generatív mesterséges intelligenciát.” Szerinte egy új anyag tervezésekor milliónyi lehetséges kombinációt kell számításba venni, ám az MI segítségével az anyagtudósok képesek átlépni a korábbi számítási korlátokat. Ez ráadásul megfordítja a hagyományos folyamatot: nem kell először létrehozni az anyagot és utólag tesztelni a tulajdonságait, hanem a kutatók előre megadhatják az MI-nek, hogy milyen tulajdonságokat szeretnének elérni. Ezáltal – amint arra utaltunk is – a generatív MI nemcsak felgyorsítja a fejlesztést, hanem
olyan anyagok megalkotását is lehetővé teszi, amelyek korábban elképzelhetetlenek lettek volna.
A festéktechnológia sikere jól mutatja, milyen széles körű lehetőségeket rejt az MI az anyagtudományban. A kutatók már dolgoznak olyan anyagokon, amelyek hatékonyabban kötik meg a légkörből a szén-dioxidot vagy éppen javítják az akkumulátorok teljesítményét. Sőt, az MI-alapú fejlesztések révén az orvosi implantátumoktól a napelemekig számos területen ígérkeznek áttörések.
A mesterséges intelligencia által vezérelt anyagtervezés különösen ígéretes a tiszta energiaátmenet szempontjából kulcsfontosságú anyagoknál. A kutatók szerint a következő években egyre több olyan innovatív megoldás jelenhet meg, amelyek segíthetnek kezelni a klímaváltozás jelentette kihívásokat.
KAPCSOLÓDÓ:
Címlapfotó: Dreamstime
Hol tart Magyarország az MI nyújtotta lehetőségek alkalmazásában? Mely szektorokat érinti ez a technológiai áttörés a leginkább? Hogy áll e terület jogi szabályozása? Utánajártunk.
Biztos, hogy minden digitális interakció végén szükség van a szentimentális zárszóra?
Új aranykor küszöbén állnak az amerikai–magyar kapcsolatok a miniszterelnök politikai igazgatója szerint.
„A hozzászólásokból úgy tűnik, hogy a felhasználók egy jelentős része (többsége?) simán elhiszi, hogy ezek valódi videók” – figyelmeztetett Németh Balázs.
Nagy segítség a mindennapokban az AI, de nem orvos és nem jogász.
A Tisza Párt vezetője nem tud leállni, ha közösségi médiáról van szó, pedig már az elemzők szerint is „lassítania” kellene.
Irányba rakták az EU soros elnökét.
Az Országos Mentőszolgálat közlése szerint a balesetnek több sérültje is van.
