طلاء مدعوم بالذكاء الاصطناعي وتطبيقاته
ابتكر فريق من الباحثين طلاءاً مدعوماً بالذكاء الاصطناعي يهدف إلى تخفيض درجات الحرارة إلى نحو 20 درجة مئوية، في خطوة تساهم في مواجهة ارتفاع درجات الحرارة وتغير المناخ وتدعم إدارة الطاقة في المباني والسيارات ومجالات أخرى.
يستخدم هذا الطلاء خوارزميات الذكاء الاصطناعي والبعد عن الأساليب التقليدية التي تعتمد التعديلات التدريجية، حيث طُوِّر بقيادة خبراء من جامعة تكساس في أوستن ومؤسسات عالمية أخرى عبر التعلم الآلي لتصميم مواد بناء وفق الخصائص الحرارية المطلوبة وفق sustainability-times.
أوضح يويبينغ تشنغ، الأستاذ المشارك في المشروع، أن هذا النهج يسمح بالانطلاق من الخصائص المستهدفة لتصميم الهيكل المناسب، حيث يستطيع إطار عمل الذكاء الاصطناعي معالجة كميات هائلة من البيانات التجريبية والنظرية، مما مكن الباحثين من توليد أكثر من 1500 تركيبة من الباعثات الحرارية الفائقة، تتميز بتصميم ثلاثي الأبعاد معقد وتراكيب متنوعة، وهو أمر يكاد يكون مستحيلاً تحقيقه باستخدام أدوات التصميم التقليدية.
أثر الأتمتة والتجارب الميدانية
أحدثت الأتمتة ثورة في طريقة تصنيع المواد، فساهمت في تحقيق أداء فائق وإتاحة سرعة لم تكن ممكنة سابقاً، حيث اختصار الوقت من شهور إلى أيام يسمح باستكشاف نطاق أوسع من التصاميم والتطبيقات.
أُجريت سلسلة من التجارب على نماذج بنائية تتعرض لأشعة الشمس المباشرة لمدة أربع ساعات، وكانت النتائج مبهرة حيث أظهرت الأسطح المطلية بتقنية الذكاء الاصطناعي انخفاضاً في الحرارة بمقدار 10 إلى 36 فهرنهايت (5 إلى 20 درجة مئوية) مقارنة بالأسطح المطلية بالطلاء الأبيض أو الرمادي القياسي. وأشار هان تشو، أحد المشاركين، إلى أن هذا الفارق الكبير في الحرارة قد يقلل من اعتماد أنظمة تكييف الهواء في المناطق الحارة.
تتجاوز كفاءة هذه الطلاءات سطح المباني، فهي تعكس الضوء الشمسي وتطلق الحرارة كأشعة تحت حمراء، مما يجعلها مناسبة بشكل خاص لمكافحة ظاهرة الجزر الحرارية الحضرية. كما يمكن استخدامها في قطاع السيارات لتغطية هياكلها وداخلها لتقليل تراكم الحرارة أثناء الوقوف في الشمس، وفي صناعة النسيج لدمج هذه المواد في أقمشة تقنية تساهم في الحفاظ على درجة حرارة الجسم، إضافة إلى إمكانية استخدامها في الأقمار الصناعية والمركبات الفضائية لحماية الأجهزة من الحرارة المرتفعة وإدارة الإشعاع الشمسي بطريقة متحكم فيها.
تشير النتائج إلى تحول منهجي في البحث العلمي، حيث يُستبدل الاعتماد الكامل على التجارب المكثفة بمزيج من المحاكاة الرقمية المدعومة بالتعلم العميق، وهو ما قد يسرّع اكتشاف وتصنيع مواد جديدة ويضع أمام العلماء فرصاً أوسع لاستكشاف تطبيقات متعددة لهذه المواد. كما يفتح الدمج بين الذكاء الاصطناعي وعلوم المواد آفاق تحويلية في قطاعات متعددة، لكنه يثير أيضاً أسئلة حول التوازن بين سرعة الابتكار والدقة العلمية في النتائج والتطبيقات العملية.