L’ingegneria ottica è un campo che ha rivoluzionato numerosi settori, dalle telecomunicazioni alla produzione di energia. Basti pensare che grazie ai film ottici multistrato, strutture complesse composte da sottili strati di materiali diversi, abbiamo la possibilità di costruire pannelli solari e addirittura telescopi. Tuttavia, la progettazione di strutture complesse come questi film ottici è sempre stata una sfida tecnica, dato che richiede non solo tempo ma anche competenze specialistiche. Con l’introduzione di OptoGPT, un’avanzata intelligenza artificiale sviluppata dall’Università del Michigan, tutti questi problemi potrebbero presto diventare un ricordo del passato.
Cos’è OptoGPT, l’AI per i film ottici multistrato
Come riferisce Techxplore, OptoGPT è una tecnologia innovativa che sfrutta l’intelligenza artificiale per ottimizzare la progettazione di film ottici multistrato.
Parliamo di strutture che sono fondamentali per una vasta gamma di applicazioni: dai telescopi per migliorare la riflessione, alle celle solari per ottimizzare l’assorbimento della luce, fino alle finestre intelligenti in modo che possano regolare la trasparenza in base alla temperatura.
Il problema è che la loro progettazione avviene tramite un processo noto come “progettazione inversa“, che parte dalle proprietà desiderate e lavora a ritroso per determinare la combinazione ottimale di materiali e spessori. Un processo spesso complesso, e che richiede notevoli risorse computazionali e tempo, oltre a una profonda conoscenza dei materiali.
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Grazie però a OptoGPT non serviranno più tutti questi sforzi. Utilizzando un’architettura simile a quella impiegata nei modelli AI come ChatGPT, OptoGPT tratta gli spessori dei materiali alla base dei film ottici multistrato come “parole“, e le loro proprietà ottiche come “input“, permettendo al sistema di generare rapidamente configurazioni ottimali in modo da predire la combinazione migliore per ottenere le proprietà desiderate.
E tutto questo a una velocità sbalorditiva: OptoGPT può infatti produrre progettazioni ottimizzate in soli 0,1 secondi. E anche la precisione è notevole, con una differenza media del 2,58% rispetto alle strutture già conosciute. Inoltre, le strutture proposte hanno un numero medio di strati inferiore rispetto ai modelli precedenti, il che semplifica e riduce i costi di produzione.
Grazie alla sua versatilità, OptoGPT può essere applicato in diversi contesti, migliorando non solo l’efficienza energetica delle celle solari, ma anche la qualità delle immagini nei telescopi e le prestazioni delle finestre intelligenti.
Per saperne di più su questo studio, vi consigliamo la lettura del paper integrale pubblicato su Opto-Electronic Advances:
Taigao Ma et al, OptoGPT: A foundation model for inverse design in optical multilayer thin film structures, Opto-Electronic Advances (2024). DOI: 10.29026/oea.2024.240062.
