3月24日，光學領(lǐng)域頂尖期刊《自然·光子學》在線報道了浙江大學信息與電子工程學院陳紅勝教授課題組的一項最新研究：在國際上率先實現(xiàn)基于深度學習的新一代智能隱身器件。在不依賴任何人為操控的情況下，快速地動態(tài)適應變化的背景環(huán)境，從而與背景電磁環(huán)境特征融為一體，實現(xiàn)自適應隱身。“這是一項激動人心的、及時而杰出的工作，它連接了變換光學、電磁超材料和人工智能等領(lǐng)域，為智能光子材料和器件這個新興領(lǐng)域樹立了很好的標桿，也將大大促進其他智能電磁器件的發(fā)展?！?/p>

自然界存在兩種“隱身”策略。一種是在變色龍和章魚生物中常見的擬態(tài)隱身，使自己融于周邊環(huán)境；另一種是透明隱身，即光透過物體時不產(chǎn)生任何散射，例如海樽和水母?？茖W家近年來提出的變換光學隱身方法則區(qū)別于上述兩種策略，它利用坐標變換的方法來控制電磁波，使其繞過被隱身的區(qū)域，按照原來的方向傳播，從而使物體完全隱形。

與自然界的“隱身衣”相比，人類的“隱身衣”多數(shù)只能工作在單一的環(huán)境背景和既定的入射波條件。如果稍加改變外界環(huán)境或者入射波，隱身效果便會大幅度降低?！袄硐氲碾[身衣應該和章魚和變色龍一樣，能夠快速自動地適應于變化的外界刺激和背景環(huán)境?！标惣t勝說。

如何才能實現(xiàn)這一點？“章魚有色素細胞，我們有可重構(gòu)的新型人工電磁材料單元；章魚有中樞神經(jīng)，我們有深度學習方法；章魚有光敏細胞，我們可以搭建電磁波和環(huán)境探測器?！闭撐牡谝蛔髡摺⒄n題組成員錢超說。

當前，深度學習已經(jīng)開始滲入電磁材料領(lǐng)域，但是主要偏重于理論上設(shè)計優(yōu)化人工電磁材料。如何在實驗上實現(xiàn)新型的智能電磁材料、構(gòu)建新一代智能隱身系統(tǒng)并實現(xiàn)快速有效的自適應隱身，是一個極具挑戰(zhàn)的課題，在此之前還未見成功實驗的報道。

經(jīng)過三年多的不懈努力，陳紅勝研究團隊組在充分研究隱身領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)瓶頸的基礎(chǔ)上，在微波段成功實現(xiàn)了智能自適應隱身器件。

研究團隊設(shè)計了一項小車智能隱身實驗——小車身披一層超薄的可重構(gòu)的超表面隱身材料，這件“隱身衣”由智能芯片控制，集成了訓練好的深度學習模型，能夠根據(jù)輸入的電磁信息快速做出決策，改變“隱身衣”的電磁響應。

探測雷達隨機改變著入射波的頻率、極化和入射角，而小車的任務就是動態(tài)適應變化的探測信號，對雷達“隱身”。當環(huán)境發(fā)生變化，變色龍大約需要6秒時間過度到環(huán)境色；而當電磁環(huán)境發(fā)生變化時，披著智能隱身衣的小車只需要15毫秒就能自動地實時“換裝”。

陳紅勝教授表示，智能隱身成功地融合了新型電磁材料和人工智能等領(lǐng)域，其采用硬件手段實現(xiàn)用于隱身調(diào)控的深度學習模型，在應用中只需單次前向計算即可做出合理的決策，大大地縮短了響應時間，這一方法對于實時性要求很高的其他應用也有很好的借鑒意義。

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