طلاء بالذكاء الاصطناعي يخفض حرارة المباني حتى 20 درجة

يقول علماء إن الذكاء الاصطناعي بات يُسرّع تطوير مواد جديدة تخدم كل شيء من المحركات الكهربائية إلى احتجاز الكربون، وآخر تطبيقاته طلاء "مصمَّم" بالتعلم الآلي يساعد على تخفيف ظاهرة الجزر الحرارية الحضرية وتقليص فواتير التكييف. فقد استخدم خبراء في علوم المواد تقنيات الذكاء الاصطناعي لصياغة تركيبات طلاء جديدة تجعل المباني أبرد بما يتراوح بين 5 و20 درجة مئوية مقارنة بالطلاء العادي بعد التعرض لشمس الظهيرة، ويمكن تطبيقها أيضًا على السيارات والقطارات والمعدات الكهربائية وغيرها من الأسطح التي تحتاج إلى تبريد أكبر في عالم يزداد احترارًا.

باستخدام التعلم الآلي، صمّم باحثون في جامعات بالولايات المتحدة والصين وسنغافورة والسويد تركيبات طلاء جديدة مُحسَّنة لعكس أشعة الشمس وبثّ الحرارة بأفضل صورة ممكنة، وفق دراسة محكَّمة نُشرت في مجلة "Nature" العلمية. ويُعدّ هذا آخر مثال على استخدام الذكاء الاصطناعي لتجاوز أساليب التجربة والخطأ التقليدية في الإنجازات العلمية. وأجرى البحث أكاديميون من جامعة تكساس في أوستن، وجامعة جياو تونغ شنغهاي، والجامعة الوطنية لسنغافورة، وجامعة أوميو في السويد.

طوّر الفريق نظامًا قائمًا على التعلم الآلي لتصميم "باعثات حرارية فائقة" (thermal meta-emitters) ثلاثية الأبعاد ومعقدة التركيب، وأنتج بهذه الطريقة أكثر من 1500 مادة مختلفة قادرة على بثّ الحرارة بمستويات وأساليب متباينة بدقة، مما يجعلها مثالية لتحقيق كفاءة الطاقة عبر تبريد وتدفئة أكثر تحكّمًا. وقال يويبينغ تشنغ، أستاذ في كلية كوكريل للهندسة بجامعة تكساس في أوستن وأحد قادة الدراسة، إن إطار التعلم الآلي الذي طوّروه يمثل قفزة نوعية في تصميم هذه الباعثات، إذ تتيح أتمتة العملية وتوسيع نطاق التصميم إنتاج مواد بأداء فائق لم يكن من الممكن تخيّله سابقًا.

قفزة في تصميم المواد

وأظهرت الدراسة أن تطبيق إحدى تركيبات الطلاء الجديدة المدعومة بالذكاء الاصطناعي على سطح عمارة سكنية من أربعة طوابق يمكن أن يوفّر كهرباء تعادل 15800 كيلوواط/ساعة سنويًا في مناخ حار كمناخ ريو دي جانيرو أو بانكوك. وإذا طُبّق الطلاء على ألف عمارة، فقد يوفّر ذلك كهرباء كافية لتشغيل أكثر من عشرة آلاف منزل. ويأتي هذا في سياق أوسع تستخدم فيه شركة مايكروسوفت أدوات ذكاء اصطناعي لمساعدة الباحثين على تصميم مواد غير عضوية جديدة بسرعة، غالبًا بنى بلورية تُستخدم في الألواح الشمسية والأجهزة الطبية المزروعة، فضلًا عن آمال معقودة على مواد جديدة لتحسين احتجاز الكربون من الغلاف الجوي وتصنيع بطاريات أكثر كفاءة.