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如果拥有哈利波特的隐形衣,你想用它来干什么?

曾看过《哈利波特》系列电影的都知道,哈利有一件“祖传”的魔法道具:隐形斗篷,只要一穿上它就可以在众人面前瞬间消失,连邓布利多都很难察觉到。你还记得,哈利第一次穿上隐形衣去了哪里吗?没错!——是图书馆,真是个爱学习的好孩子啊(手动微笑)!

如果拥有哈利波特的隐形衣,你想用它来干什么?

虽然当时在看电影的时候,很清楚这都是导演的虚构,现实中不可能真的存在隐形衣,可是还是不由自主的暗戳戳的计划如果有一天,我得到了一件隐形衣……

直到有一天,我梦想中的宝物终于被制造出来了!

如果拥有哈利波特的隐形衣,你想用它来干什么?

设计任意光子结构的人工神经网络的原理图

其实在此之前科学家们在研制“隐身衣”方面付出巨大努力,但是效果并不理想,直到超材料的出现。超材料是一种人造材料,其设计目的是使其在自然产生的材料中不具有任何特性,它们最著名的是用于隐身斗篷的材料,通常出现在科幻小说或游戏中。通过精确地设计小于光波长的人造原子,通过控制光的偏振和自旋,研究人员获得了自然界中没有的新的光学特性。然而,目前的工艺需要大量的试验和错误才能找到合适的材料。这样的工作既耗时又低效;人工智能(AI)可以为这个问题提供一个解决方案。

POSTECH机械工程系和化学工程系的Junsuk Rho,Sunae So和Jungho Mun教授的研究小组开发了一种具有更高自由度的设计,使研究人员可以通过深度任意选择材料和任意设计光子结构学习。他们的研究成果发表在几个期刊上,包括应用材料与接口,纳米光子学,微系统与纳米工程,光学快报和科学报告。

AI可以用大量数据进行训练,它可以学习各种超材料的设计以及光子结构与光学性质之间的相关性。使用该训练过程,它可以提供使光子结构具有所需光学性质的设计方法。经过培训,它可以迅速有效地提供所需的设计。这已经在美国的各个机构进行了研究,如麻省理工学院,斯坦福大学和佐治亚理工学院。然而,先前的研究需要事先输入材料和结构参数,然后调整光子结构。

如果拥有哈利波特的隐形衣,你想用它来干什么?

可以同时设计结构参数和材料的人工神经网络的原理图。当输入所需的光学性质(电/磁偶极子光谱)时,提供三层核 – 壳纳米颗粒的每种厚度和材料类型作为输出。

Rho教授及其团队教授了一个人工智能系统来设计任意光子结构,并通过对材料类型进行分类并将其作为设计因素加以添加,从而为设计相关光学性能的合适材料提供了额外的自由度。通过对该设计方法得到的超材料的分析表明,它们具有与人工神经网络预测的相同的光学性能。研究小组使用Python编程语言,发表了关于超材料设计和光学理论的各种研究成果。他们的设计方法在很多方面都是革命性的。首先,它大大减少了设计光子结构所需的时间。它允许各种新的超材料的设计,因为科学家不再局限于进行经验设计来获得结果。

如果拥有哈利波特的隐形衣,你想用它来干什么?

由此产生的超材料可用于显示,安全和军事技术。在这方面,将人工智能引入设计方法中有望为超材料的技术发展做出重要贡献。

首席研究员Junsuk Rho教授说:“我们的研究成功地为设计带来了更高的自由度,但新系统仍然要求用户在开始时输入某些问题设置。它有时会产生难以置信的设计,因此无法实现,我希望通过使用人工智能开发一种完整的超材料设计方法,使我们的研究结果更进一步。此外,我还想通过训练人工智能来制作创新和实用的超材料,并在考虑最终产品的情况下对设计进行审查。”

所以明白了吗伙伴们?人工智能将会帮助制作出超材料,而这种超材料可用于制作我们梦寐以求的隐形衣,属于我们的狂欢日也即将到来。

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