KNOXVILLE, TN, 12 de diciembre de 2025 /24-7PressRelease/ — Una nueva revisión publicada en iOptics demuestra cómo la inteligencia artificial (IA) está superando desafíos clave en el diseño de metasuperficies, permitiendo aplicaciones avanzadas en óptica compacta e imagenología computacional.
Las metasuperficies ópticas, con sus propiedades ultrafinas y ligeras, están impulsando la miniaturización y la planarización de los sistemas ópticos. Sin embargo, su desarrollo, desde el diseño de la celda unitaria hasta la integración en sistemas, presenta retos importantes. Un nuevo artículo de revisión publicado en iOptics revela cómo la inteligencia artificial (IA) está proporcionando soluciones para que la tecnología de metasuperficies avance desde la optimización de la unidad hasta la integración a nivel de sistema.
La revisión, liderada por la profesora Xin Jin de la Universidad de Tsinghua, describe cómo la IA aborda los desafíos en cada etapa del diseño. A nivel de celda unitaria, el modelado sustitutivo impulsado por IA acelera la predicción de la respuesta electromagnética, mientras que los marcos de diseño inverso exploran espacios de soluciones complejos. Los métodos de diseño robusto mejoran la estabilidad frente a las variaciones de fabricación.
«Para la optimización de metasuperficies, los métodos de IA como las redes neuronales de grafos modelan las interacciones no locales entre metaátomos densamente empaquetados», afirma Jin. «El aprendizaje multi-tarea resuelve objetivos de rendimiento conflictivos, y el aprendizaje por refuerzo permite el control dinámico en tiempo real».
A nivel de sistema, la IA proporciona un marco diferenciable unificado que integra el diseño estructural, los modelos de propagación física y las funciones de pérdida específicas de la tarea. «Esta optimización de extremo a extremo vincula directamente el diseño de la nanoestructura con los objetivos finales de la aplicación, superando la incompatibilidad entre el diseño de la metasuperficie y los algoritmos posteriores», añade Jin. «La IA está desplazando el diseño de metasuperficies de los métodos tradicionales por etapas hacia una optimización inteligente, colaborativa y a nivel de sistema».
Entre las áreas de aplicación que se benefician de las metasuperficies impulsadas por IA se incluyen los sistemas de imagenología compacta, las pantallas de realidad aumentada/virtual (AR/VR), el LiDAR avanzado y los sistemas de imagenología computacional.
La revisión también identifica futuras líneas de investigación, como el desarrollo de métodos de IA integrados con la teoría electromagnética, la creación de arquitecturas unificadas para el diseño a múltiples escalas y el avance de plataformas fotónicas adaptativas.
Referencias
DOI
10.1016/j.iopt.2025.100004
Original Source URL
https://doi.org/10.1016/j.iopt.2025.100004
Funding information
Este trabajo cuenta con el apoyo, en parte, del Programa de Ciencia y Tecnología de Shenzhen bajo la subvención JCYJ20241202123921029; en parte, de la Fundación Nacional de Ciencias de China bajo la subvención 62131011 y, en parte, del Proyecto Clave Principal de PCL bajo la subvención PCL2023A10–3.
Journal
iOptics
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