超材料由于其非凡的物理特性，已經(jīng)引起了許多領(lǐng)域的廣泛關(guān)注。它為研究人員提供了一個(gè)設(shè)計(jì)人工材料的新概念，為先進(jìn)的功能材料帶來了活力和生機(jī)。作為超材料的二維對(duì)應(yīng)物，超表面在操縱電磁（EM）波方面具有前所未有的自由。

通過現(xiàn)場(chǎng)編程，可以實(shí)現(xiàn)具有多種或可切換功能的可編程超表面（PMs），并進(jìn)一步與傳感器集成或由預(yù)定義的軟件驅(qū)動(dòng)。自適應(yīng)性通過消除人類的參與而大大改善了反應(yīng)速度。這些PM上不同功能之間的切換通常依賴于人工操作?；究蚣苁怯芯€連接的，手動(dòng)控制的，非實(shí)時(shí)切換的。因此，構(gòu)建一個(gè)能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程、無線、實(shí)時(shí)、心智控制的功能元界面的整個(gè)框架是很有吸引力的。

在發(fā)表于《eLight》雜志的一篇新論文中，由空軍工程大學(xué)的曲紹波教授和王家福教授以及新加坡國(guó)立大學(xué)的邱成偉教授領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)科學(xué)家聯(lián)合小組，向超材料的實(shí)時(shí)、遠(yuǎn)程和無線精神控制邁進(jìn)了第一步。他們的論文題為"通過腦電波進(jìn)行遠(yuǎn)程心靈控制的超材料"，提出了一個(gè)實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的框架。

(資料圖)

傳統(tǒng)上，在許多情況下，通常需要人類的介入和參與。人類應(yīng)該用他們的思想直接控制元表面。人的大腦在思考的過程中會(huì)產(chǎn)生腦電波，這一點(diǎn)也已經(jīng)得到了證實(shí)。作者推測(cè)，收集腦電波并將其作為元表面的控制信號(hào)，將使用戶能夠用他們的思想控制元表面。這也將提高元界面的反應(yīng)速度。這一發(fā)展將標(biāo)志著向真正的智能元表面邁出了一大步。

研究小組通過藍(lán)牙將用戶的腦電波無線傳輸?shù)娇刂破魃?，?shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程控制。其目的是利用用戶的腦電波來控制PM的電磁反應(yīng)。通過采取這種途徑，他們展示了一個(gè)用戶可以控制散射模式的RMCM。

模擬和測(cè)試結(jié)果顯示，用戶的腦電波直接控制了結(jié)果，控制率和開關(guān)率明顯更好。這表明他們的模型遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于市場(chǎng)上的任何現(xiàn)有模型或產(chǎn)品。他們的設(shè)計(jì)可以進(jìn)一步定制，以提高其設(shè)備的準(zhǔn)確性。

研究小組希望將其與智能算法相結(jié)合，并在未來改進(jìn)工藝。他們認(rèn)為，他們的工作可以隨時(shí)擴(kuò)展到其他心智控制的功能或多功能元表面。它可能在健康監(jiān)測(cè)、5G/6G通信和智能傳感器等不同領(lǐng)域找到應(yīng)用。