Wetenschappers hebben een belangrijke doorbraak bereikt in de optische technologie met de ontwikkeling van een ultra-compact systeem van metalenzen dat camera's in smartphones, drones en andere draagbare apparaten zou kunnen revolutioneren. De nieuwe op metamaterialen gebaseerde lenzen, die dunner zijn dan een mensenhaar, vertegenwoordigen een fundamentele verschuiving in de manier waarop optische systemen kunnen worden geminiaturiseerd terwijl de prestaties behouden blijven of zelfs verbeterd worden [1].
De doorbraak komt terwijl onderzoekers kunstmatige intelligentie inzetten om complexe uitdagingen in het ontwerp van metamaterialen op te lossen. De nieuwe metalens-technologie maakt gebruik van meerdere nauwkeurig ontworpen lagen die licht op manieren kunnen manipuleren die traditionele glazen lenzen niet kunnen. Deze gelaagde benadering stelt ons in staat om ongekende controle over lichtmanipulatie op microscopisch niveau te hebben, wat functies mogelijk maakt zoals verbeterde zoomcapaciteiten en betere prestaties bij weinig licht in een fractie van de ruimte die door conventionele lenzen vereist is [1].
De ontwikkeling van deze revolutionaire metalensen is versneld door recente vooruitgangen in AI-gestuurd materiaalontwerp. Machine learning-algoritmen zijn nu in staat om het complexe "inverse ontwerpprobleem" op te lossen - terugwerkend vanuit de gewenste optische eigenschappen om de exacte structurele configuraties te bepalen die nodig zijn om ze te bereiken [2].
Deze doorbraak bouwt voort op bredere trends in het onderzoek naar metamaterialen, waar kunstmatige intelligentie steeds vaker wordt ingezet om nieuwe materialen te ontdekken en te optimaliseren. Vergelijkbare benaderingen worden toegepast in andere velden, waaronder de ontwikkeling van nieuwe supergeleiders, waar onderzoekers van MIT en Samsung gespecialiseerde AI-systemen gebruiken om nieuwe exotische materialen voor quantumcomputing en energie-toepassingen voor te stellen [3].
De implicaties van deze technologie reiken veel verder dan alleen verbeterde smartphonecamera's. De ultra-compacte aard van deze metalensen zou nieuwe toepassingen in medische beeldvorming, autonome voertuigen en augmented reality-apparaten mogelijk kunnen maken. Het vermogen om optiek met hoge prestaties op zulke kleine schalen te produceren, zou kunnen leiden tot geheel nieuwe categorieën apparaten die eerder onmogelijk waren vanwege de groottebeperkingen [1].
