Yapay zekayla geliştirilen optoelektronik aygıtlarla elektrik üretimi artırılacak

İstanbul Üniversitesi (İÜ), İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa (İÜC) ve Gazi Üniversitesi’ndeki bilim insanları, yapay zeka kullanılarak yarı geçirgen optoelektronik aygıtların tasarlanması için çalışma başlattı.

Çalışmada, bilim insanları tarafından fizik kurallarıyla yönlendirilen yapay zekaya ışığın dinamiği öğretildi.

Bunun sonucunda yapay zeka tarafından yeni nesil yarı geçirgen optoelektronik aygıtlar otomatik olarak tasarlandı. Tasarlanan bu aygıtlar sayesinde geniş alanlarda elektrik üretimi yapılacak.

Geliştirilen aygıtlarla binaların dış cephesinde, pencerelerde ve cam yüzeylerde elektrik enerjisi üretilecek.

Çalışma, Nature bünyesindeki Scientific Reports dergisinde de yayınlandı.

“Işığı yöneten bir yapay zeka geliştirdik”

İÜ Fizik Bölümü Öğretim Üyesi Prof. Dr. Fatma Aydoğmuş, projenin yaklaşık 2,5 yıl önce başladığını söyledi.

Optoelektronik aygıtların tasarımının bugüne kadar geleneksel ve uzun hesaplama süreçleri gerektiren yöntemlerle yapıldığını belirten Aydoğmuş, “Biz bunu derin öğrenme tabanlı bir yapay zeka geliştirerek, literatürde ilk defa yarı geçirgen bir optoelektronik aygıt tasarladık.” dedi.

Aydoğmuş, çalışmada yapay zekaya ışığı öğrettiklerini vurgulayarak, “Işığın yapısını, dinamiğini fizik kuralları çerçevesinde öğrenen yapay zeka da bize tasarımı yaptı. Burada rastgele bir deneme yanılma yöntemi yok. Tamamen fizik kurallarıyla, ışığın kurallarını veren Maxwell denklemlerini kullanarak yapay zekayı yönlendirdik ve ışığı yöneten bir yapay zeka geliştirdik.” diye konuştu.

Geliştirilen teknolojiyle yarı geçirgen optoelektronik aygıtların ilk kez bilimsel olarak tasarlandığını dile getiren Aydoğmuş, şöyle devam etti:

Yarı geçirgen optoelektronik aygıtlar enerji alanında önemli katkılar sağlayacak. Klasik güneş panelleri genellikle çatılarda bulunan opak yapılardır. Biz yarı geçirgen güneş hücreleri tasarladık. Cam gibi şeffaf ama aynı zamanda enerji üretebiliyor. Ancak bu alandaki en büyük handikap, şeffaflık arttıkça enerji üretiminin azalmasıdır. Hedefimiz hem şeffaf hem de verimliliği yüksek bir yapı geliştirmekti. Bu teknoloji sayesinde yakın gelecekte enerji üreten pencereler, bina cepheleri ve akıllı cam uygulamaları hayata geçecek.

“Söz konusu çalışma dünya literatüründe ilk”

Prof. Dr. Aydoğmuş, çalışmanın temelinde ışığın yapı içinde daha uzun süre tutulmasının yer aldığını, ışık ne kadar uzun süre içeride kalırsa o kadar fazla enerji ürettiğini belirterek, bu amaçla “fotonik” katmanlar denilen ışık tuzakları üzerinde çalıştıklarını kaydetti.

Bu katmanların türü, kalınlığı ve yapısının yapay zeka tarafından belirlendiğini aktaran Aydoğmuş, “Çok büyük olasılıklar havuzu var. Bu kadar çok kombinasyonu manuel yöntemlerle bulmak seneler alabilir. Biz bu süreci saatler seviyesine indirdik.” dedi.

Söz konusu çalışmanın dünya literatüründe ilk olduğunu vurgulayan Aydoğmuş, derin öğrenme ve pekiştirmeli öğrenme yöntemleri kullanılarak yarı geçirgen bir optoelektronik aygıt tasarımının ilk kez gerçekleştirildiğini belirtti.

Aydoğmuş, Scientific Reports dergisinde yayınlanan çalışmanın kısa sürede ve revizyonsuz kabul edildiğini, bunun nedeninin ise çalışmanın özgünlüğü olduğunu ifade etti.

Projeye ilişkin çalışmaların devam ettiğini bildiren Aydoğmuş, bu teknolojinin yakın gelecekte savunma sanayi, askeri uygulamalar, tıp ve telekomünikasyon gibi birçok alanda kullanılabileceğini vurguladı.

Aydoğmuş, projede İstanbul Üniversitesi’nden Doç. Dr. Çağlar Çetinkaya ve 2 lisans öğrencisinin de aktif olarak yer aldığını sözlerine ekledi.