工程师为控制光和能量创造了即时解决方案

中国东南大学的科学家开发出一种创新方法,利用深度学习使控制电磁波更快、更容易。这一进步专注于可编程超表面——一种用于操纵光波和无线电波等波的超薄材料。该研究由崔铁军教授领导,发表在 iScience 上。可编程超表面以 […]

来源:科学特色系列

中国东南大学的科学家开发出了一种创新方法,利用深度学习使控制电磁波更快、更容易。这一进展专注于可编程超表面——一种用于操纵光和无线电波等波的超薄材料。该研究由崔铁军教授领导,发表在 iScience 上。

可编程超表面以其塑造电磁波的能力而闻名,但设计控制它们的模式一直是一项缓慢而具有挑战性的任务。电磁波是在空间中传播的能量形式,例如光或无线电信号。“我们的模型只需指定波应该是什么样子,就可以几乎立即计算出这些模式,”崔教授解释说。他们的方法结合了一种尖端的深度学习技术,一种训练计算机识别模式和做出决策的人工智能,以及电磁波行为的物理模型。这种方法确保结果既准确又实用。研究人员在测试中证明了它的成功,表明它对简单和复杂的波形都很有效。

新系统有几个好处。它几乎实时工作,这意味着它可以快速响应不断变化的需求。通过将物理原理融入深度学习模型,它也不需要旧方法所需的大量标记训练数据或模拟。训练数据是指人工智能系统从中学习以做出准确预测的示例。该过程使用深度学习系统来计算表面成分的排列,并使用简化的物理模型来预测波浪的行为。测试表明,该系统可以在瞬间产生图案,这比可能需要数小时的传统技术有了显着改进。

期刊参考

https://doi.org/10.1016/j.isci.2024.110595

关于作者

崔铁军 刘澈