Ilaria Rosella Pagliaro OptoGPT, l'innovativo strumento di IA, rivoluziona la progettazione dei film ottici multistrato, migliorando celle solari, telescopi e altre applicazioni con precisione e rapidità
Vi siete mai chiesti come funzionano le celle solari che trasformano la luce del sole in energia? O come i telescopi riescono a vedere galassie lontane miliardi di anni luce? Dietro a queste meraviglie della tecnologia ci sono film ottici multistrato, strutture complesse composte da sottili strati di materiali diversi.
Fino ad ora, la progettazione di questi film richiedeva mesi di lavoro e una conoscenza approfondita. Ma cosa succederebbe se un’intelligenza artificiale potesse fare tutto questo in una frazione di secondo? Questo è esattamente ciò che OptoGPT, un nuovo strumento basato sull’IA, è in grado di fare.
OptoGPT è capace di prevedere e ottimizzare le strutture dei film ottici in modo rapido e preciso, migliorando le prestazioni di celle solari, telescopi, e molto altro. Immaginate le possibilità: finestre intelligenti che si adattano alla temperatura, dispositivi elettronici più efficienti e tecnologie ottiche avanzate a portata di mano.
L’importanza dei film ottici multistrato
Come accennato poco fa, i film ottici multistrato sono composti da sottili strati di diversi materiali sovrapposti. Sono fondamentali in molti settori, tra cui telescopi, semiconduttori, finestre intelligenti, celle solari e microscopi. Per ottimizzare le loro proprietà ottiche, gli scienziati utilizzano la “progettazione inversa”, una tecnica che identifica la migliore disposizione e combinazione di materiali e spessori per ottenere le proprietà desiderate.
Le metodologie tradizionali di progettazione inversa, che comprendono simulazioni numeriche e apprendimento profondo, presentano limitazioni. Le simulazioni numeriche richiedono risorse ingenti e molto tempo, mentre l’apprendimento profondo non è ancora in grado di progettare strutture con materiali differenti in ogni strato. Inoltre, queste tecniche spesso non considerano parametri essenziali come diversità e flessibilità, cruciali per adattare le progettazioni ai materiali disponibili.
Come OptoGPT rivoluziona la progettazione
OptoGPT, sviluppato dai ricercatori dell’Università del Michigan, supera molte di queste sfide grazie alla sua flessibilità nella progettazione inversa. Il modello utilizza un’architettura simile a quella impiegata per il linguaggio naturale, trattando lo spessore dei materiali come parole e le loro proprietà ottiche come input. Questo consente al sistema di predire rapidamente le combinazioni ottimali.
Secondo i ricercatori, OptoGPT è in grado di generare progettazioni ottimizzate in appena 0,1 secondi, con un numero medio di strati inferiore rispetto ai modelli precedenti, rendendo le strutture più facili ed economiche da produrre. Inoltre, il modello ha dimostrato un’elevata precisione, con una differenza media del 2,58% rispetto alle strutture conosciute e solo il 2,96% in termini di proprietà ottiche.
Grazie alla sua precisione e versatilità, OptoGPT può essere utilizzato per migliorare l’assorbimento della luce nelle celle solari o la riflessione nelle lenti dei telescopi. Anche le finestre intelligenti potrebbero beneficiare di questa tecnologia, diventando più riflettenti o trasparenti a seconda della temperatura.
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Fonte: Opto-Electronic Advances
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