La métasurface intelligente, matériau artificiel doté d’intelligence artificielle, est une plateforme intelligente permettant diverses fonctions telles que l’extraction de données, la communication, la récolte d’énergie et la détection en traitant directement les ondes porteuses d’information au niveau physique. Crédit : Lianlin Li, Hanting Zhao, Che Liu, Long Li et Tie Jun Cui.
La manipulation des ondes électromagnétiques et des informations est devenue une partie importante de notre vie quotidienne. Les métasurfaces intelligentes sont apparues comme des plateformes intelligentes permettant d’automatiser le contrôle des interactions onde-information-matière sans intervention manuelle. Elles ont évolué à partir de matériaux composites techniques, notamment les métamatériaux et les métasurfaces. En tant que société, nous avons assisté à des progrès significatifs dans le développement de métamatériaux et de métasurfaces de formes et de propriétés diverses.
Dans un article publié dans le journal eLight le 6 mai 2022, le professeur Tie Jun Cui de l’Université du Sud-Est et le professeur Lianlin Li de l’Université de Pékin ont dirigé une équipe de recherche pour examiner les métasurfaces intelligentes. “Métasurfaces intelligentes : Control, Communication and Computing” (Métasurfaces intelligentes : contrôle, communication et informatique) a étudié le développement des métasurfaces intelligentes dans une perspective d’avenir.
Ce domaine a rafraîchi les connaissances de l’homme sur de nombreuses lois fondamentales. Il a permis de débloquer de nombreux dispositifs et systèmes novateurs, tels que l’occultation, l’effet tunnel et les hologrammes. Les métasurfaces conventionnelles à structure autonome ou passive ont évolué vers des métasurfaces intelligentes en intégrant des algorithmes et des matériaux non linéaires (ou des dispositifs actifs).
Les métasurfaces intelligentes ont trois propriétés cruciales : la numérisation, la programmabilité et l’intelligence. Elles offrent une opportunité importante de contrôler les interactions sans intervention humaine. La numérisation permet à la métasurface de coder, décoder et stocker des informations numériques. La programmabilité signifie que la métasurface peut réaliser des fonctions distinctes avec une seule entité physique. L’intelligence indique que la métasurface intelligente peut prendre des décisions, s’autoprogrammer et effectuer des tâches successives sans supervision humaine.
L’intelligence est le noyau, et les algorithmes peuvent bien assumer ce rôle. L’intelligence artificielle (IA) s’est développée rapidement, notamment dans l’exploration de données et la découverte de connaissances. L’apprentissage profond s’est révélé extraordinairement utile dans presque tous les domaines de la science et de l’ingénierie. L’apprentissage profond a eu un impact positif considérable sur le domaine des métamatériaux et des métasurfaces. Il donnera incontestablement naissance à des directions de recherche complètes et actives.
En évaluant l’avenir des métasurfaces intelligentes, les signaux sans fil qui existent déjà dans nos vies pourraient être vitaux pour le développement futur du domaine. Les métasurfaces intelligentes pourraient bénéficier du développement des communications sans fil 6G, de l’IoT vert et du jumelage numérique.
Nous pouvons envisager que les métasurfaces intelligentes puissent apprendre, prendre des décisions, s’autoprogrammer et apprendre continuellement tout au long de leur ” vie “. La métasurface intelligente est une direction de recherche émergente impliquant diverses disciplines. Il y a beaucoup de questions ouvertes qui doivent être traitées avec soin à l’avenir.
Référence : “Métasurfaces intelligentes : contrôle, communication et informatique” par Lianlin Li, Hanting Zhao, Che Liu, Long Li et Tie Jun Cui, 6 mai 2022, eLight.
DOI: 10.1186/s43593-022-00013-3
