Инновационный инструмент искусственного интеллекта OptoGPT, базирующийся на архитектуре крупномасштабных языковых моделей, способен молниеносно прогнозировать структуры многослойных оптических пленок для разнообразных применений. Традиционно проектирование таких структур требовало глубоких познаний и длительных исследований.
Многослойные оптические пленки, состоящие из тонких слоев различных материалов, играют ключевую роль в многочисленных областях, включая телескопы, полупроводники, умные окна и солнечные батареи. Для оптимизации их оптических свойств ученые применяют метод "обратного проектирования", определяя оптимальное расположение и толщину слоев материалов.
Существующие методы обратного проектирования, основанные на численном моделировании и глубоком обучении, имеют ограничения в отношении типов проектируемых структур и приложений. Они часто не учитывают важные параметры, такие как разнообразие и гибкость конструкций.
OptoGPT стремится преодолеть эти ограничения, предлагая более гибкий подход к инверсному проектированию. Исследователи адаптировали архитектуру трансформера, изначально разработанную для обработки естественного языка, к анализу оптических данных.
Модель рассматривает толщину материалов как слова и кодирует их оптические свойства как входные данные. Находя взаимосвязи между "словами", система предсказывает последующие элементы, формируя конструкцию многослойной оптической пленки.
OptoGPT демонстрирует впечатляющие результаты, создавая оптимизированный дизайн многослойных пленок за доли секунды. Созданные конструкции содержат в среднем на шесть слоев меньше, чем предыдущие модели, что упрощает и удешевляет их производство.
Сравнительный анализ показал высокую точность модели: разница между созданными ею конструкциями и известными структурами составила всего 2,58%. При фокусировке на конкретной задаче модель может использовать локальную оптимизацию для дальнейшего повышения точности.
Исследователи также обнаружили, что модель способна группировать материалы по типам, что свидетельствует о ее глубоком понимании оптических свойств.
OptoGPT открывает новые возможности для оптимизации оптических свойств различных устройств, от солнечных батарей до телескопов и умных окон, потенциально революционизируя процесс проектирования многослойных оптических структур.