Исследователи из Университета Нотр-Дам представили новый тип покрытия, который создан с целью снижения нагрева помещений солнечным светом. При этом оно не снижает степень освещенности внутри здания. Это позволяет использовать обычные окна без дополнительных приспособлений и значительно экономить на работе кондиционеров.
Изначально ученые занимались созданием многослойных структур, которые выглядят как «слоеный пирог» из материалов с заданными параметрами преломления света. Если правильно подобрать комбинацию слоев, можно получить пассивный фильтр, который будет пропускать свет на строго определенных длинах волн. А если добавить к нему слой полимера на основе кремния, то такой материал будет еще и отражать тепловое излучение солнечного света наружу.
Сложность заключалась в том, что нужную комбинацию можно было отыскать только методом проб и ошибок, на что ученые не хотели тратить время и ресурсы. Поэтому они задействовали для решений этой задачи квантовый компьютер и алгоритмы машинного обучения. После того как система начала «понимать», что от нее требуется, она сравнительно легко подобрала искомую комбинацию слоев.
Авторы разработки пояснили, что полученное покрытие отражает большую часть энергии солнечного света независимо от угла его падения. А так как Солнце в течение дня перемещается по небосводу, этот угол постоянно меняется, плюс надо учитывать географические особенности региона использования технологии. ИИ сумел спроектировать такой материал, который можно назвать универсальным.
Покрытие работает и при вертикальной ориентации оконного стекла, и при горизонтальной — как в люке автомобиля. Разница в температуре внутри в сравнении с обычным стеклом составляет 5-7 градусов. Однако даже если технология не получит практического применения, она останется ярким примером использования ИИ для проектирования и оптимизации при решении практических задач.