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设计一种使用自适应隐身的无人机-走向自主的海陆空斗篷

放大字体  缩小字体 来源:admin 2024-04-28 09:32  浏览次数:3 来源:本站    

Guardian of drone: Towards auto<em></em>nomous sea-land-air cloaks

物体无缝消失的想法,不仅在受控的实验室环境中,而且在现实世界的场景中,长期以来一直吸引着大众的想象力。这个概念概括了人类文明的发展轨迹,从原始的伪装技术到今天复杂的基于超材料的斗篷。

最近,《科学》杂志进一步强调了这一目标,作为“125个问题:探索与发现”之一。浙江大学的研究人员展示了一种智能航空两栖隐身斗篷,在这个方向上取得了长足的进步。这种斗篷可以在动态环境中保持隐形,抵消外部刺激。

尽管经过几十年的研究,出现了许多隐形斗篷原型,但实现一种能够在不断变化的地形下实时操纵电磁散射的航空两栖斗篷仍然是一项艰巨的挑战。障碍是多方面的,从需要复杂幅度可调的元表面到缺乏能够解决非唯一性和不完整输入等固有问题的智能算法。

面对这些挑战,浙江大学的一个团队推出了一款无人驾驶隐身无人机。据《先进光子学》报道,这种无人机无缝集成了感知、决策和执行功能。

关键在于将时空调制应用于可重构的元表面,从而实现跨空间和频域的散射场定制。为了推动这一创新,他们提出了一种世代消除神经网络,也被称为随机进化学习。

该网络对时空元曲面进行全局引导,以最大概率推理自动寻找最优解,从而解决了逆设计中固有的一对多问题。在一项开创性的实验中,该团队在无人驾驶平台上实现了这一概念,展示了在三种典型景观(海、陆、空)中的自适应隐身性。

这种时空超表面、深度学习和先进控制系统的融合将隐形斗篷的领域扩展到了空中平台。集成的神经网络作为一个复杂的指挥官,解开波和超表面之间复杂的相互作用。

这一突破预示着逆向设计的新范式,为多对多通信提供了解决方案。除了直接应用之外,这项工作还可以作为激发材料发现和自适应元设备发展的未来研究的催化剂。展望未来,进一步的进步可以解决当前的限制,例如带宽限制和与全极化相关的挑战。

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