隨著技術的進步， 設備變得越來越小。 最近， 從智慧汽車到手機到臺式3D印表機的整個系統都可以看到這一趨勢。 但是， 整個資料共用系統本身呢？近日， 西北大學的一組研究人員已經開始精確地研究這個問題， 正如在學術期刊“科學報告”中發表的一項新研究所示。 他們的第一個結論是令人驚訝的。
這篇題為“逆向設計的寬頻全介電電磁設備”的論文描繪了一個眼鏡不可能看到的薄的世界的肖像， 而一個智慧手機相機如此之小， 以至於肉眼看不到它。 在這個世界上， 感測器是高度空氣動力學的，
在他們的研究中， 西北研究小組記錄了他們在創建毫米波頻率下高效、非諧振的寬頻元器件方面的突破性工作。 在這裡取得的創新有朝一日可以證明在國防、消費產品和電信方面具有革命性意義， 例如下一代5G無線網路。
麥考密克工程學院電氣工程與電腦科學助理教授Koray Aydin說：“我覺得我們真的處在一個很大的事情的邊緣。 ”Aydin和一群同事和研究生一起對逆向設計的元設備進行研究。 “研究部分需要做很多工作， 但是我們正在朝著正確的方向發展， ”他說。
“我們在這裡所取得的成就是一種創造電磁裝置的新方法， 這種裝置可以實現一些傳統上看起來不可能做到的功能”位於Weinberg的McCormick學院的物理學和天文學的電子工程和電腦科學教授Prem Kumar解釋道。 “與機器學習有點類似， 這個過程可能會導致意想不到的結果。
來自McCormick學院的工程系研究生Francois Callewaert被認為是逆設計演算法背後的創造者。 他的同事（Vesin Velev）來自物理學和天文學部門， 協助進行詳細的毫米波測量。 兩人都與Aydin一起工作， Aydin強調了Callewaert的演算法將複雜幾何形狀的設計展現為完全“大開眼界”的實例。
用Aydin自己的話來說， “這些不是已知的形狀， 不是直觀的形狀”。 然而， 這樣複雜的幾何形狀提出了一個問題：團隊如何去實際構建它們？Aydin指出， 使用傳統的製造方法將是太繁重和昂貴的。
答案最終被證明是採用3D列印技術， 這是Aydin認為“研究核心”的解決方案。 該團隊正式率先將3D列印和反向設計結合起來， 使其成為功能齊全的設備。 “對我來說， 最重要的是它的多學科性質， ”Kumar說道。 他表示， 創新意味著團隊可以設計出一種看起來不像鏡頭的鏡頭。 據Aydin介紹， 另一個優勢是， 從微波範圍到我們實際可以看到的頻率範圍， 這個過程是可以立即升級的， 這在很大程度上歸功於3D列印的靈活性。
“幾年前， 像這樣的研究看起來會非常不同， 因為這樣的行為只能是近似的， ”電子工程和電腦科學教授Alan Sahakian說道。 然而， 這一次， 團隊基本上把他們想要的行為輸入到電腦中， 然後電腦根據確切的行為來優化結構。 然後使用3D印表機列印出最終的原型。 Sahakian說：“這是一個真正的突破， 你可以通過無縫便捷的方式解決問題。 ”