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由人工智能驱动的智能元表面可能会彻底改变我们的生活

2022-05-09 10:06:27来源:cnBeta

对电磁波和信息的操控和运用已经成为我们日常生活的一个重要部分,而智能元表面已经作为一种智能平台出现,用于自动控制波-信息-物质的相互作用而无需人工干预。它们由工程复合材料演变而来,包括超材料和超表面。我们已经看到了科学技术行业在开发各种形式和性质的超材料和超表面方面的重大进展。

在2022年5月6日发表在《eLight》杂志上的一篇论文中,东南大学的崔铁军教授和北京大学的李廉林教授带领一个研究小组回顾了智能超表面的技术进展,论文题目为《智能元表面:控制、通信和计算》,主要描述了对智能元表面的发展的研究,并着眼于未来。

这一领域刷新了人类对许多基本规律的见解,包括发展出许多新颖的设备和系统,伪装、隧道和全息图的可能。传统的独立结构或无源元表面已经通过整合算法和非线性材料(或有源器件)而发展成智能元表面。

智能元表面有三个关键属性:数字化、可编程性和智能化。它们提供了一个重要的机会,可以在没有人类干预的情况下控制相互作用。数字化使元表面能够编码、解码和存储数字信息。可编程性意味着元表面可以用一个物理实体实现不同的功能。智能化表示智能元表面可以做出决定,自我编程,并在没有人类监督的情况下执行连续的任务。

智能是核心,而算法可以很好地承担这个角色。人工智能(AI)发展迅速,特别是在数据挖掘和知识发现方面。事实证明,深度学习在几乎所有的科学和工程领域都有超常的作用。深度学习已经对超材料和超表面领域产生了重大的积极影响。毋庸置疑,它将催生出全面而活跃的研究方向。

在评估智能超表面的未来时,已经存在于我们生活中的无线信号可能对该领域的进一步发展至关重要,6G无线通信、绿色物联网和数字结对的发展是智能元表面可以受益的地方。

我们可以设想,智能元表面可以学习、决策、自我编程,并在其"生命"中不断学习。智能元表面是一个涉及各个学科的新兴研究方向。有很多开放的问题需要在未来仔细解决。

关键词: 人工智能 智能元表面 无线信号 新兴研究方向

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