Explorando tendências em pesquisas metafotônicas alimentadas por IA

(a) Diagrama de engenharia reversa e modelagem direta / (b) Diagrama de redes ópticas (ONNs)/ (c) Metasensores. Crédito:POSTECH

Uma equipe de pesquisa publicou um artigo em Current Opinion in Solid State and Materials Science destacando a próxima geração de tendências de pesquisa que combinam pesquisa metafotônica com inteligência artificial.

Metalenses provocaram uma revolução na óptica, reduzindo drasticamente a espessura das lentes convencionais para um/10.000, mantendo o controle sobre as propriedades da luz. Notavelmente, a comunidade académica começou a aproveitar a IA como ferramenta de mapeamento para discernir as relações entre dados de entrada e de saída. Em seu artigo, a equipe de pesquisa descreve três tendências principais emergentes da pesquisa metafotônica alimentada por IA.

Pesquisas anteriores envolvendo simulações para desenvolver dispositivos baseados em metamateriais eram empreendimentos demorados. No entanto, com a aplicação da tecnologia de IA, os investigadores conseguiram previsões rápidas das propriedades ópticas com base nos dados de entrada, poupando significativamente tempo e energia. Ao inserir dados sobre propriedades ópticas em sistemas de IA, os pesquisadores podem agora projetar dispositivos ópticos com as propriedades desejadas.

No domínio das redes neurais ópticas, está a surgir um campo florescente de tecnologia informática óptica, com o objectivo de permitir a IA à velocidade da luz, utilizando metamateriais para converter informação em luz.

A equipe de pesquisa, composta pelo professor Junsuk Rho do Departamento de Engenharia Mecânica, do Departamento de Engenharia Química e do Departamento de Engenharia Elétrica, e Ph.D. os candidatos Seokho Lee e Cherry Park, do Departamento de Engenharia Mecânica da Universidade de Ciência e Tecnologia de Pohang (POSTECH), oferecem uma nova perspectiva sobre a sinergia entre IA e futuras pesquisas metafotônicas, classificando redes neurais ópticas em codificadores, responsáveis por compactar e abstrair informações e decodificadores, encarregados de interpretar informações.

(a) codificador ONN / (b) decodificador ONN. Crédito:POSTECH

A equipe também destacou metasensores baseados em metamateriais como uma tendência de pesquisa de próxima geração. Metasensores, dispositivos que codificam dados medidos em luz e simultaneamente os amplificam, permitem análises de dados notavelmente precisas e rápidas quando integrados à IA. Esses metasensores são promissores em vários domínios, incluindo diagnóstico e tratamento de pacientes, monitoramento ambiental, segurança e muito mais, facilitando a detecção e análise de dados altamente detalhadas.

O professor Junsuk Rho disse:"Este artigo apresenta a trajetória da pesquisa metafotônica, abrangendo empreendimentos passados, presentes e futuros, abrangendo desde pesquisas recentes até desafios e tendências futuras. Prevemos mais pesquisas criativas e inovadoras que capitalizem os atributos intrínsecos da IA e metamateriais."

Mais informações: Seokho Lee et al, Mapeando informações e luz:Tendências de metafotônica habilitada para IA, Opinião Atual em Estado Sólido e Ciência de Materiais (2024). DOI:10.1016/j.cossms.2024.101144
Fornecido pela Universidade de Ciência e Tecnologia de Pohang

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