Представьте себе аэродинамический датчик, что может совсем правильно определять наклон и угол крыла реактивного самолета.Представьте себе материал, которым вероятно покрыть резервуар так, чтобы он провалился через почву.Такое видение разработок будущего вытекает из технической статьи именующиеся «Широкополосные целиком и полностью диэлектрические электромагнитные метаустройства обратной конструкции», опубликованной на данный момент в сети в издании Scientific Reports.Команда Северо-Западного университета использовала правила обратного проектирования и базовый 3D-принтер, приобретённый у Amazon — технологии, каковые как правило не употребляются в их области, — для высокоэффективных, нерезонансных, широкополосных метаустройств на частотах миллиметрового диапазона, каковые смогут быть революционными для потребительских товаров. , телекоммуникации и защита, включая беспроводные сети 5G нового поколения.
«Я чувствую, что мы в самом деле находимся на пороге чего-то огромного», — сказал Корай Айдын, кафедры электротехники и доцент информатики инженерной школы Маккормика, управляющий изучения метаустройств с обратной конструкцией. «Еще многое предстоит сделать в исследовательской части, но мы идем в верном направлении».В отличие от прямого дизайна, обратный дизайн начинается с функции и задаёт вопросы, какая структура нужна для достижения желаемого результата.
Используя компьютерное моделирование, ПО для оптимизации и сложные способы, команда приступила к созданию метаустройств, каковые имели возможность бы изгибать или фокусировать миллиметровые волны, но наровне с этим избегали проблем с хорошими подходами, таких как низкая эффективность, узкая полоса и громоздкость устройств пропускания.«Мы достигли тут нового способа создания электромагнитных устройств, каковые делают определенные функции, каковые раньше казались неосуществимыми», — сказал Прем Кумар, электротехники наук и доктор информатики в Маккормике, и физики и астрономии в Колледже Вайнберга.
Искусство и наука. Кумар сравнил этот процесс с машинным обучением и объявил, что он может дать неожиданные результаты, например, функциональность в широкой полосе пропускания.Франсуа Каллевэрт, аспирант инженерной школы Маккормика, что трудится с Айдином, создал способ обратного проектирования и выполнил численное моделирование. Веселин Приказав, аспирант по физике и астрономии, что трудится с Кумаром, помог с подробными измерениями в миллиметровом диапазоне.
Айдын обрисовал момент, открывающий глаза, вследствие того что способ выдал дизайн сложной геометрической формы.«Это были неизвестные формы, не интуитивно понятные», — сказал Айдын.И в этом была личная проблема.
"Как, линия забери, мы планируем это сделать?" Айдын вспомнил , как думал. Простые методы производства были бы сложными и дорогими. Ответом была аддитивная, или 3D-печать.
«Это сущность изучения», — сказал Айдын. «Мы первые, кто объединил эти два, чтобы создать рабочие устройства».Кумар согласился. «Для меня важен междисциплинарный темперамент», — сказал он. «Мы можем спроектировать линзу так, чтобы она не была похожа на линзу».Еще одна сильная сторона их процесса, сказал Айдын, заключалась в том, что его неизбежно вероятно было масштабировать от микроволнового до видимого диапазона частот из-за гибкости 3D-печати.
«Это потрясающий результат», — сказал Алан В. Саакян, заведующий кафедрой Джона А. Девер и профессор компьютерных электротехники и наук. «В том месте, где в прошлом кто-то имел возможность совершить продолжительный анализ, пробуя приблизить поведение, тут мы, по сути, вводим желаемое поведение в компьютер, и компьютер оптимизирует структуру, которая имеет это поведение, и затем получается второй финиш этих трех -мерный принтер.«Это воистину прорыв в том, как вы имеете возможность легко и комфортно решать неприятности».