Традиційні проблеми покриттів, що керують поглинанням та розсіюванням випромінювання вдалося подолати за допомогою нейромережі зі штучним інтелектом, яка керувала властивостями поверхні.

Дослідники з Чжецзянського університету в Китаї показали інтелектуальний «плащ-невидимку» — метапокриття, яке інтелектуально керує відбиттям та розсіюванням випромінення. Про це дослідники розповіли на ресурсі Spie. digital library у журналі Advanced Photonics.

Фізична суть покриття полягає в тому, щоб придушувати електромагнітне розсіювання прихованого об’єкта або реконструювати характеристики розсіювання, щоб імітувати характеристики, створені фоном, який оточує об’єкт.

Кілька десятиліть тому поява метаматеріалів та трансформаційної оптики викликала значний інтерес до «плащів-невидимок». Однак всюдинаправлене покриття не був розроблений, головним чином через проблеми, пов’язані з динамічним синтезом метаповерхневої дисперсії. Дослідники продемонстрували автономний аероамфібійний «плащ-невидимку», який включає набір модулів сприйняття, прийняття рішень та виконання, здатний підтримувати невидимість серед калейдоскопічного фону та нейтралізувати зовнішні впливи.

Фізичний прорив полягає в просторово-часовій модуляції, наданій регульованим метаповерхням для формування поля розсіювання як у просторовій, так і в частотній областях. Щоб інтелектуально керувати просторово-часовими метаповерхнями, дослідники запровадили стохастичне еволюційне навчання, яке автоматично узгоджується з оптимальним рішенням за допомогою максимально ймовірнісного висновку.

У повністю автономному експерименті вони втілили цю концепцію на безпілотному дроні та продемонстрували адаптивну невидимість у трьох поширених ландшафтах — морі, суші та повітрі — зі схожістю до 95%. Команда заявляє, що їхня робота розширює застосування поверхней-невидимок на летючі об’єкти.

За словами команди, покриття може нейтралізувати зовнішній вплив, зберігаючи при цьому невидимість у динамічних умовах. Ключовим досягненням є те, як система маніпулює регульованими метаповерхнями для формування поля розсіювання в просторі та частотних областях за допомогою просторово-часової модуляції.

Науковці підкреслюють, що все ще надзвичайно складно створити покриття, яке може маніпулювати електромагнітним розсіюванням у реальному часі на динамічному рельєфі, навіть після десятиліть досліджень і появи кількох прототипів «плаща-невидимки».

Команда розробила безпілотний літальний апарат. БПЛА здійснює сканування, прийняття рішень та забезпечує плавну роботу покриття. Спеціальна техніка змінює його вигляд та поведінку, щоб керувати його поверхню в просторі та часі. Це дозволяє дрону зливатися або виділятися в різних середовищах, таких як вода, земля або повітря.

Щоб це спрацювало, команда використала інтелектуальну систему навчання на основі генеративної нейронної мережі, яка керує складним зв’язком між хвилями та метаповерхнями. Це допомагає дрону визначити найкращий спосіб налаштування та обрати найкращий з можливих варіантів поведінки покриття на основі ймовірностей. Вчені перевірили це на дроні, який спрацював дивовижно, зробивши дрон практично непомітним у різних умовах. розшифровується інтегрованою нейронною мережею, яка діє як передовий командир.

«Епоха розумних покриттів і розумних метаповерхонь тільки починається. Зусилля для досягнення цієї мети були втілені в оптимізацію дизайну фотоніки, захоплення прихованої фізики та автоматизацію метапристроїв», — йдеться в дослідженні.

Источник: focus.ua