逆向設計和3D列印相結合，創造出突破性的元設備

隨著我們的技術變得越來越聰明，它也變得越來越小。最近，從智能汽車到手機到台式3D印表機的整個系統都可以看到這一趨勢。但是，整個數據共享系統本身呢？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見。他們的第一個結論是令人驚訝的。

這篇題為「反向設計的寬頻全介電電磁器件」的論文描繪了一個眼鏡不可能薄的世界的肖像，而一個智能手機相機如此之小，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，並且能夠符合飛機機翼的精確角度和斜度。材料甚至可以作為隱身斗篷，塗料坦克使他們看起來消失。雖然這聽起來像是科幻小說里的東西，但這個世界可能比我們想像的更早到達。

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，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，例如包括下一代5G無線網路。

麥考密克工程學院電氣工程與計算機科學助理教授科拉伊·艾登（Koray Aydin）說：「我覺得我們真的處在一個很大的事情的邊緣。艾登一起和一群同事和研究生一起領導研究努力在逆向設計的元設備上。「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。

雖然這些寬頻元設備是高科技的，西北隊的過程證明是驚人的直截了當。大部分創新是使用從亞馬遜購買的基本3D印表機和逆向設計原理完成的。鑒於前向設計允許系統接受預期用於其自身更高版本的輸入，反向設計從一個功能開始，並詢問需要什麼結構來實現期望的結果。在這種情況下，這意味著使用計算機建模，優化軟體和複雜演算法來構建可以彎曲或重新聚焦毫米波的元器件，同時避免常見的低效率，器件體積大或帶寬窄的問題。

「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學院的McCormick和物理學和天文學的電子工程和計算機科學教授Prem Kumar解釋道。藝術與科學。庫馬爾說，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。在這裡，意想不到的結果是在寬頻寬上功能的勝利。

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