Исследователи использовали машинное обучение для создания тепловых покрытий, которые могут снизить температуру зданий на 5–20°C без использования кондиционеров.
Международная команда ученых с помощью ИИ разработала тепловые метаизлучатели — покрытия, которые снижают температуру зданий на 5–20 °C без использования кондиционеров. В жарком климате это может сэкономить до 15 800 кВт·ч в год на многоквартирный дом — эквивалент энергии, потребляемой десятью кондиционерами.
Алгоритмы машинного обучения спроектировали более 1500 вариантов метаматериалов, управляющих тепловым излучением. Материалы представляют сложные трехмерные структуры, которые могут точно контролировать тепловое излучение, отражая солнечный свет и выделяя тепло на определенных длинах волн. Это позволяет добиться значительного охлаждающего эффекта без использования электроэнергии.
Для проверки эффективности исследователи изготовили четыре варианта предложенных материалов и протестировали на крыше построенного дома. Под палящим солнцем поверхность с разными покрытиями оказалась на 5–20°С прохладнее, чем крыши с обычной краской.
По расчетам исследователей, такой уровень охлаждения может сэкономить около 15 800 кВт/год в многоквартирном доме в жарком климате. Для сравнения: типичный кондиционер потребляет около 1500 кВт/год, что означает экономию, эквивалентную работе более чем десяти кондиционеров.
ИИ также разработал семь классов материалов для разных климатических условий и применений. Разработка может использоваться не только для охлаждения зданий, но и для борьбы с городским эффектом теплового острова, охлаждения автомобилей, текстиля и даже космических аппаратов.
По словам соавтора Кан Яо, традиционные методы проектирования подобных материалов были медленными и малоэффективными. Новый подход с ИИ позволил обойти ограничения и ускорить создание сложных трехмерных структур.
