'Drone'un koruyucusu': Çinli bilim insanları yeni görünmezlik pelerini geliştiriyor

'Drone'un koruyucusu': Çinli bilim insanları yeni görünmezlik pelerini geliştiriyor

Nesnelerin yalnızca kontrollü laboratuvar ortamlarında değil, aynı zamanda günlük yaşamda da gözle görülür bir iz bırakmadan ortadan kaybolması kavramı, uzun süredir kamuoyunun ilgisini çekmektedir.

Şimdi, Çin'deki Zhejiang Üniversitesi'nden araştırmacılar, bu alanda ileriye doğru atılmış önemli bir adım olan akıllı bir aero amfibi görünmezlik pelerinini gösterdiler.

Ekibe göre pelerin, dinamik koşullarda görünmezliği korurken dışarıdan gelen girdileri etkisiz hale getirebiliyor. En önemli ilerleme, uzay-zamansal modülasyon yoluyla uzay ve frekans alanları boyunca saçılma alanını şekillendirmek için ayarlanabilir meta yüzeylerin nasıl manipüle edildiğidir.

Kendi kendini süren gizlenmiş drone

Uzmanlar, onlarca yıllık araştırma ve çoklu görünmezlik pelerini prototiplerinin ortaya çıkmasından sonra bile, dinamik araziye karşı elektromanyetik saçılımı gerçek zamanlı olarak manipüle edebilen aero-amfibi bir pelerin yaratmanın hâlâ son derece zor olduğunu vurguluyor.

Çok sayıda zorluk arasında karmaşık genlikli ayarlanabilir meta yüzeylere olan gereksinim ve eksik girdiler ve benzersiz olmama gibi içsel sorunlarla başa çıkabilen akıllı algoritmaların eksikliği yer alıyor.

Bu sorunu çözmek için ekip, kendi kendine sürüş yapabilen, gizlenmiş insansız bir drone geliştirdi. İnsansız hava aracı (İHA) algılamayı, karar vermeyi ve eylemi sorunsuz bir şekilde birleştirir. Bu, yüzeyini uzay ve zaman içinde ayarlayarak görünüşünü ve davranışını değiştiren özel bir teknik sayesindedir. Bu, su, toprak veya hava gibi farklı ortamlara karışmasını veya öne çıkmasını sağlar.

Ekip, bunun işe yaraması için nesilleri ortadan kaldıran sinir ağı adı verilen akıllı bir öğrenme sistemi kullandı. Farklı seçenekleri deneyerek ve olasılıklara göre en iyi olanı seçerek drone'nun ayarlama yapmanın en iyi yolunu bulmasına yardımcı olur. Bunu, etkileyici bir şekilde çalışan ve çeşitli ortamlarda neredeyse görünmez hale getiren bir drone üzerinde test ettiler.

Araştırmacılar insansız bir drone platformu kullanarak üç arketipik manzarada (hava, kara ve deniz) uyarlanabilir görünmezliği gösteren çığır açan bir deney gerçekleştirdiler. Çalışmada, "Tamamen kendi kendini süren bir deneyde, bu konsepti insansız bir drone üzerinde uyguluyoruz ve üç kanonik manzarada (deniz, kara ve hava) uyarlanabilir görünmezliği yüzde 95'e varan bir benzerlik oranıyla sergiliyoruz" dedi.

Teknoloji alanını genişletiyoruz

Araştırmacılar, derin öğrenmeyi, güçlü kontrol sistemlerini ve uzay-zamansal meta yüzeyleri birleştirmenin, görünmezlik pelerinleri dünyasını uçan platformlara açtığını iddia ediyor. Araştırmacılara göre dalgalar ve meta yüzeyler arasındaki karmaşık ilişki, gelişmiş bir komutan görevi gören entegre sinir ağı tarafından çözülüyor.

Ekip, çoktan çoğa yazışmalara çözüm sunan bulgularının, ters tasarımda yeni bir paradigmanın habercisi olduğunu vurguluyor. Bu çalışmanın acil kapsamının ötesinde potansiyel uygulamaları vardır. Gelecekteki malzeme keşif araştırmaları ve uyarlanabilir meta cihazların geliştirilmesi için bir katalizör görevi görebilir.

“Akıllı pelerinlerin ve akıllı meta yüzeylerin çağı daha yeni başlıyor. Bu hedefe ulaşmaya yönelik çabalar, fotonik tasarımını kolaylaştırmak, gizli fiziği yakalamak ve meta cihazı otomatikleştirmek yoluyla somutlaştırıldı" dedi.

Gelecekte araştırmacılar, yeni gelişmelerin bant genişliği sınırlamaları ve tam kutuplaşma zorlukları dahil olmak üzere mevcut engellerin üstesinden gelebileceğinden umutlu.

Ekibin çalışmasının ayrıntıları Advanced Photonics dergisinde yayınlandı.

Soyut

İstenildiği kadar görünmez olmak, özellikle modern ileri teknoloji cihazları potansiyel tehditlerden koruma konusunda uzun zamandır popüler hayal gücünü cezbetmiştir. Onlarca yıl önce metamalzemelerin ve dönüşüm optiklerinin ortaya çıkışı, esas olarak yer altı ve dalga kılavuzu yöntemleri kanıtlanmış olan görünmezlik pelerinlerine olan ilgiyi artırdı.

Bununla birlikte, meta yüzey dağılımının dinamik sentezi ile ilgili zorluklar nedeniyle, çok yönlü bir uçan pelerin elde edilememiştir. Sürekli değişen arka planlar arasında görünmezliği koruyabilen ve dış uyaranları etkisiz hale getirebilen bir dizi algı, karar ve uygulama modülünü içeren otonom bir aero amfibi görünmezlik pelerini sergiliyoruz.

Fiziksel atılım, saçılma alanını hem uzay hem de frekans alanlarında şekillendirmek için ayarlanabilir meta yüzeylere uygulanan uzay-zamansal modülasyonda yatmaktadır. Uzay-zamansal meta yüzeyleri akıllı bir şekilde kontrol etmek için, maksimum olasılıksal çıkarım yoluyla en uygun çözümle otomatik olarak hizalanan stokastik evrim öğrenimini sunuyoruz.

Tamamen otonom bir deneyde, bu konsepti insansız bir drone üzerinde uyguluyoruz ve üç standart manzarada (deniz, kara ve hava) uyarlanabilir görünmezliği yüzde 95'e varan bir benzerlik oranıyla sergiliyoruz. Çalışmalarımız görünmezlik pelerinleri ailesini uçuş modalitesine kadar genişletiyor ve malzeme keşifleri ve homeostatik meta cihazlar hakkındaki diğer araştırmalara ilham veriyor.

Kaynak: Interesting Engineering