В Китае создали многосторонний динамический "плащ-невидимку": покрытие испытали на БПЛА
Традиционные проблемы покрытий, управляющих поглощением и рассеиванием излучения удалось преодолеть с помощью нейросети с искусственным интеллектом, которая управляла свойствами поверхности.
Исследователи из Чжэцзянского университета в Китае показали интеллектуальный "плащ-невидимку" — метапокрытие, которое интеллектуально управляет отражением и рассеиванием излучения. Об этом исследователи рассказали на ресурсе Spie. digital library в журнале Advanced Photonics.
Физическая суть покрытия заключается в подавлении электромагнитного рассеивания скрытого объекта или реконструкции характеристик рассеивания, чтобы имитировать характеристики, созданные фоном, который окружает объект.
ВажноНесколько десятилетий назад появление метаматериалов и трансформационной оптики вызвало значительный интерес к "плащам-невидимкам". Однако всенаправленное покрытие не было разработано, главным образом из-за проблем, связанных с динамическим синтезом метаповерхностной дисперсии. Исследователи продемонстрировали автономный аэроамфибийный "плащ-невидимку", который включает набор модулей восприятия, принятия решений и выполнения, способный поддерживать невидимость среди калейдоскопического фона и нейтрализовать внешние воздействия.
Физический прорыв заключается в пространственно-временной модуляции, предоставленной регулируемым метаповерхностям для формирования поля рассеивания как в пространственной, так и в частотной областях. Чтобы интеллектуально управлять пространственно-временными метаповерхностями, исследователи ввели стохастическое эволюционное обучение, которое автоматически согласуется с оптимальным решением с помощью максимально вероятностного вывода.
В полностью автономном эксперименте они воплотили эту концепцию на беспилотном дроне и продемонстрировали адаптивную невидимость в трех распространенных ландшафтах — море, суше и воздухе — с похожестью до 95%. Команда заявляет, что их работа расширяет применение поверхностей-невидимок на летающие объекты
По словам команды, покрытие может нейтрализовать внешнее воздействие, сохраняя при этом невидимость в динамических условиях. Ключевым достижением является то, как система манипулирует регулируемыми метаповерхностями для формирования поля рассеивания в пространстве и частотных областях с помощью пространственно-временной модуляции.
Ученые подчеркивают, что все еще чрезвычайно сложно создать покрытие, которое может манипулировать электромагнитным рассеиванием в реальном времени на динамическом рельефе, даже после десятилетий исследований и появления нескольких прототипов "плаща-невидимки".
Команда разработала беспилотный летательный аппарат. БПЛА осуществляет сканирование, принятие решений и обеспечивает плавную работу покрытия. Специальная техника изменяет его вид и поведение, чтобы управлять его поверхностью в пространстве и времени. Это позволяет дрону сливаться или выделяться в различных средах, таких как вода, земля или воздух.
Чтобы это сработало, команда использовала интеллектуальную систему обучения на основе генеративной нейронной сети, которая управляет сложной связью между волнами и метаповерхностями. Это помогает дрону определить лучший способ настройки и выбрать лучший из возможных вариантов поведения покрытия на основе вероятностей. Ученые проверили это на дроне, который сработал удивительно, сделав дрон практически незаметным в различных условиях. расшифровывается интегрированной нейронной сетью, которая действует как передовой командир.
"Эпоха умных покрытий и умных метаповерхностей только начинается. Усилия для достижения этой цели были воплощены в оптимизацию дизайна фотоники, захват скрытой физики и автоматизацию метаустройств", — говорится в исследовании.
Исследователи надеются в будущем, что новые разработки смогут преодолеть существующие препятствия, включая ограничения пропускной способности и поляризацию.
Китайским вооруженным силам еще далеко до настоящей невидимости, однако они создают незаметные беспилотники. Недавно стало известно об испытаниях китайского военного беспилотника Sky Hawk с повышенной незаметностью и выносливостью.