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BBC对我校一项最新科学研究成果进行报道
加入时间:2015年03月14日  出处:本站原创  作者:佚名  点击:

2013115BBC未来网站“雷达之下”栏目(Under the Radar Column on the BBC Website Future),对我校信息学院梅中磊副教授研究小组的最新成果进行了跟踪报道。该项研究成果发表在20131025的《物理评论快报》上,题目为:Experiments on Active Cloaking and Illusion for Laplace Equation(中文名称:针对拉普拉斯方程有源隐形和幻觉的实验验证,论文电子档的网络链接为:http://prl.aps.org/abstract/PRL/v111/i17/e173901)。

在这篇报道中,专栏作家Philip Ball以“动态变形:如何构建一个“幻觉斗篷””为题,对这一项目成果进行了深入浅出的说明。

Philip讲道,在希腊神话中,猎人亚克托安可以变成一头牡鹿,而海神普罗透斯可以变成任何他想变成的事物。最近出现在漫威电影中的英雄洛基这个角色,则能够伪装变化成别人的外貌。

以此为开始,报道介绍说:这种技术被称作幻觉光学,而基于相同原理的隐形斗篷则在2006年首次被报道。为了使得一个像苹果一样的物体隐形,在它周围的光线需要被弯曲,就像小溪中的水流遇到障碍物时一样。研究人员正在进行的幻觉光学研究目标则更进一步,将苹果的外貌转变成一个其他水果的形象。

Philip写到:具有特定幻觉功能的斗篷的雏形正在第一次实验验证中初露端倪。近期被著名期刊《物理评论快报》报道的一个幻觉设备的研究,就是由一个中国小组完成的,该研究由兰州大学梅中磊教授和东南大学崔铁军教授领导。这种设备惊人的简单——一个由电阻相连构成同心圆、蜘蛛网格状的电阻网络电路板。不同于之前针对隐形设备所需材料的实验研究,这一设备能使得幻觉效果动态可控,因此被隐形的目标可以被伪装成一种形式,或者是另外一种形式。

在谈到具体应用时,BBC网站报道说:假设你在地下使用这一研究小组的设备,你可以隐藏一个秘密燃料库或埋藏的宝藏,使得从地表扫描看来是其他的物体。当然,这些高级的欺骗技巧则远超于当前这一原始的设备。目前,研究人员能够改变中央区域的外观,使它看似隐形的,像一个完美导电性的金属板或者像一个零导电性的空洞。尽管如此,它提供了这一想法的原理性证明,使人们能够主动控制伪装效果,将目标从一种形态改变到另一种。而且所有的这些仅仅要求对普通电子元器件进行焊接,这意味着将隐形设备设计得更大或更小会相当容易。

      对于未来的发展前途,Philip讲道:或许这种技术能够实现光学上的伪装?但这要采用一个不同的方式。这些研究人员表示,当被低频电磁波(如无线电波)探测时,他们目前的设备能够实现隐形或伪装目标。因此,他们或许有一天能够实现在雷达探测时进行目标伪装。

文章最后讲道:所有的这些是否能真的实现科幻场景中的变换外形仍有争论。但是通过继续梦想我们要实现的这一技术,至少,我们能够给科学研究提供一些目标。

据了解,我校这一研究成果的第一作者为信息学院2011级通信工程专业本科生马骞同学,信息学院2010级基地班同学朱守奎为论文的第三作者,学院实验室总工靳天玉老师为第四作者,梅中磊副教授和东南大学崔铁军教授为通信联系人。该研究成果受兰州大学中央高校基本科研业务费的资助(面上项目:LZUJBKY-2012-49;重点项目:LZUJBKY-2013-K06),同时也受到了兰州大学磁学与磁性材料教育部重点实验室开放基金的支持(LZUMMM2013005)。

 

BBC报道的相关链接:

http://www.bbc.com/future/story/20131105-is-shape-shifting-possible

 

BBC报道的简单中文翻译:

 

动态变形:如何构建一个幻觉斗篷

 

虽然变形成为其他人的外貌仍是处于科幻小说和神话的领域,但是第一个具有特定幻觉功能的设备雏形已经开始出现了。

 

我们梦想着实现变形已经有好几个世纪了。在希腊神话中,猎人亚克托安可以变成一头牡鹿,而海神普罗透斯可以变成任何他想变成的事物。今天,故事讲述者依然在将这种把戏用于剧情设计上。最近在漫威特许授权的电影中洛基这个角色,则能够伪装变化成别人的外貌。

 

难道变形都是神话和虚幻小说的存在吗?不完全是这样,科学家们正在慢慢实现这一看似不可能实现的壮举。至少人们已经能够实现光学伪装,让一个物体具有其他物体的外观。它不是真正改变事物,而是为其披上一件幻觉斗篷,来操纵光线从而创造一个不同的外表。

 

这种技术被称作幻觉光学,而基于相同原理的隐形斗篷则在2006年首次被报道。为了使得一个像苹果一样的物体隐形,在它周围的光线需要被弯曲,就像小溪中的水流遇到障碍物时一样。研究人员正在进行的幻觉光学研究目标则更进一步,将苹果的外貌转变成一个其他水果的形象。

 

目前,大多数的研究还处于非常初级的阶段。事实上,这种隐形设备甚至是非常简陋的。那些大得足以隐藏日常物品的设备只能工作在微波频段,并且是在一个平面板内而不是三维的;此外,具有部分隐形功能的设备仅仅使用特殊的光学晶体来隐藏小物体,但同时使得隐形衣本身完全可见。

 

尽管如此,具有特定幻觉功能的斗篷的雏形正在第一次实验验证中初露端倪。近期被著名期刊《物理评论快报》报道的一个幻觉设备的研究,就是由一个中国小组完成的,该研究由兰州大学梅中磊教授和东南大学崔铁军教授领导。这种设备惊人的简单——一个由电阻相连构成同心圆、蜘蛛网格状的电阻网络电路板。不同于之前针对隐形设备所需材料的实验研究,这一设备能使得幻觉效果动态可控,因此被隐形的目标可以被伪装成一种形式,或者是另外一种形式。

 

需要指出的是,上述研究人员给出的有源动态变形,并不能通过肉眼来直接观察。这一研究小组的设备能够在直流电领域实现动态伪装,而不是在光学频段上。这意味着一个目标只能针对那些特定的设备实现伪装,例如通过探测目标对环境电导率的影响来推断物体形状的探测设备。

 

这意味着什么呢?或者哪里可以用到这种设备呢?地质学家通过测量电导率来生成隐藏在地下的结构影像,而医生则利用类似的技术实现医学成像来窥探人体内部。就像使用雷达探测,通过探测目标反射和改变反射波的方式来重构物体。

 

隐藏的秘密

因此,假设你在地下使用这一研究小组的设备,你可以隐藏一个秘密燃料库或埋藏的宝藏,使得从地表扫描看来是其他的物体。

 

当然,这些高级的欺骗技巧则远超于目前这一原始的设备。目前,研究人员能够改变中央区域的外观,使它看似隐形的,像一个完美导电性的金属板或者像一个零导电性的空洞。尽管如此,它提供了这一想法的原理性证明,使人们能够主动控制伪装效果,将目标从一种形态改变到另一种。而且所有的这些仅仅要求对普通电子元器件进行焊接,这意味着将隐形设备设计得更大或更小会相当容易。

 

或许这种技术能够实现光学上的伪装?但这要采用一个不同的方式。这些研究人员表示,当被低频电磁波(如无线电波)探测时,他们目前的设备能够实现隐形或伪装目标。因此,他们或许有一天能够实现在雷达探测时进行目标伪装。

 

所有的这些是否能真的实现科幻场景中的变换外形仍有争论。但是通过继续梦想我们要实现的这一技术,至少,我们能够给科学研究提供一些目标。

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