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这项高精尖的物理研究,现在你也能完成了:MIT中国科学家打造“傻瓜式”研究工具
关键字: 人工智能神经网络纳米逆设计复杂的逆设计 普通人也能做
“当我们利用人工智能进行了纳米颗粒仿真模拟之后,我们就说,好吧,反向运行一下。”Marin Soljacic说。Marin所说的反向运行是设计纳米颗粒结构的过程,被称作逆设计。
“我们想看看,告诉这个神经网络我们需要的特性之后,这个神经网络是否能给出需要的纳米颗粒结构。”Marin Soljacic说。
在工程领域,逆设计已经可以用很多技术来实现,这是一个巨大的研究领域。但是做一个逆设计往往要花费大量的时间,在很多情况下,你必须是这个领域的专家,并且花上几个月的时间才能解决这个问题。
“但是当我们有了这个神经网络之后,我们并没有为它做特殊的准备工作,只是尝试了反向运行,然后惊人的事情就发生了。”Marin Soljacic说。“当我们与其它标准的逆设计方法进行对比的时候,发现这是最好的结果之一,而且它比传统的逆设计方法要快很多。”
研究人员对一个具有8层结构的纳米颗粒进行了逆设计的研究,发现神经网络给出的结果非常准确。
在整个研究过程中,研究人员针对2层到10层的纳米颗粒训练了不同的神经网络,当纳米颗粒层数增加的时候,神经网络的体积也会增加。虽然训练神经网络会耗费大量的时间,但是,一旦被训练好,就会获得巨大的价值。研究结果显示,即使是针对复杂的逆设计问题,这一人工智能工具也非常易于使用和实施。
“理工科的很多内容,包括光学,对于大部分人来说是比较艰深难懂的,比如说让一个人设计纳米光学器件,普通人是做不了的。”沈亦晨说。“但是我们要开发的工具,希望能让普通人也可以使用,让一般受过教育的普通人就可以进行创新。”
在人工智能和物理学领域都具有丰富研究经验的沈亦晨希望,未来开发一套人工智能工具,人们不需要了解研究对象内部发生的物理现象是什么,也不需要知道内部的数学公式,只需要给人工智能网络一些关于现象的数据,这个网络就可以实现自我学习和优化,帮助没有专业背景的人涉足科技创新。
原始论文:
http://advances.sciencemag.org/content/4/6/eaar4206
Nanophotonic particle simulation and inverse design using artificial neural networks, Science Advance. 4,eaar4206(2018)
- 原标题:这项高精尖的物理研究,现在你也能完成了:MIT中国科学家打造“傻瓜式”研究工具 本文仅代表作者个人观点。
- 责任编辑:陈轩甫
- 最后更新: 2018-06-13 09:41:33
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