В Швеции с помощью ИИ сократили время разработки оптических материалов в 10 раз

Исследователи из Технологического университета Чалмерса разработали систему машинного обучения, которая сокращает время расчета оптических характеристик материалов с 30 до 3 дней. Ключевым отличием новой системы стало встраивание фундаментальных законов электромагнетизма непосредственно в архитектуру нейронной сети, что позволило ей работать в десять раз быстрее, чем при использовании традиционных подходов.

По словам профессора Филиппа Тассена, при использовании стандартной методики получение одной точки данных занимает от 10 минут до часа, а для полного набора требуется до 40 тысяч симуляций. Новая система может анализировать структуру материала и предоставлять данные о его оптических свойствах за миллисекунды.

Система используется при разработке наноструктурированных материалов в области нанофотоники — науки, изучающей управление светом в масштабах, меньших длины его волны. В таких масштабах свет проявляет свойства, отличающиеся от его поведения в обычных оптических системах, что позволяет создавать материалы с уникальными характеристиками.

Разработанные материалы планируют использовать для создания более эффективных оптических компонентов. В перспективе это коснется производства тонких и легких линз для фотоаппаратов и очков, а также разработки технологий для квантовых вычислений. Совместно с кафедрой микротехнологий и нанонауки университета исследователи рассматривают возможность применения механически податливых фотонных кристаллов для передачи информации между квантовыми компьютерами на большие расстояния с использованием оптических частот.

Идея встроить физические законы в нейронную сеть возникла при попытке упростить интерпретацию прогнозов модели с помощью уравнений, знакомых исследователям. В ходе тестирования выяснилось, что такой подход значительно повышает точность расчетов и исключает систематические ошибки при прогнозировании поведения материалов.

Источник: Interestingeng Iineering