人（rén）工智能：如識別人臉細微差別一樣，快速（sù）識別激光（guāng）脈衝傳播
蘑菇视频下载渠道（men）許多人都知道，人臉（liǎn）識別指利用分析比較人臉視覺特征信息進（jìn）行身份鑒別的計算機技術，它集成了人工智能、機（jī）器識別、機器學（xué）習、模型理論、專家係統、視頻圖像處理等多（duō）種（zhǒng）技術，廣泛應用於許多領域。
現在，科學家應用人工智能技術如識別人臉細微差別一樣，成功、快速地識別（bié）了不同的（de）激光脈（mò）衝傳播，該研究（jiū）結果發表在著名的《自然-機器智能》雜（zá）誌上。
有人（rén）可（kě）能會問，為什麽需要識別不同的（de）激光脈衝傳播？這是因為可以通（tōng）過人工智（zhì）能來預測超短光脈衝與物質相互作用（yòng）時發生的光學非線性超快動力學。這（zhè）種新穎的解決方案可用於高效、快速的數值建模，例如在成（chéng）像、製造和（hé）醫療手術中，其中脈衝特性會受到目標環境的幹擾。這（zhè）一（yī）新發現的解決方案可以簡化基礎（chǔ）研究中（zhōng）的（de）設計實驗，並（bìng）將算法嵌入下（xià）一代激光係統中（zhōng），以確保實時優化。
非線性超快（kuài）光物質相互作（zuò）用是科學家數十（shí）年來一直難以理解的東西。這一研究領域在許多研究領域中至關重要，從在藥物開發中使（shǐ）用光譜工具到技術材（cái）料的精密加（jiā）工，從遙感到高分辨率成像等。
可以訓練神經網絡（luò）來識別模式
當高功率超短光脈衝與玻璃（lí）光纖相互作用時，會發生一係列高度非線性的相互作用（yòng），從而導（dǎo）致注入光的時（shí）間和光（guāng）譜顏色特性發生複雜變化。到目前為止，對這些非線性和（hé）多維相互作用的研究（jiū）都基於（yú）非線性薛定諤方（fāng）程，這是一種緩慢（màn）且（qiě）計算量大的方法（fǎ），極大地限製了使用（yòng）數字技術實時設計或優化實驗的能力。
論文研究（jiū）主導、芬蘭國家（jiā）光電研究與創新旗艦機（jī）構主任、Gory Genty教授說。“現在（zài）已經通過使（shǐ）用人工智能（néng）解決了這個問題（tí）。蘑菇视频下载渠道的團隊已經能夠訓練神經網絡來識（shí）別這種（zhǒng）複雜演化（huà）過程中固有的模式。重要的（de）是，一旦經過訓練，該網絡還能夠預測先前未知的非線性演化過程情景，並（bìng）且基（jī）本上可（kě）以瞬間完成。”
在該研究中，研究人員僅使用輸入脈衝強度分布圖，就使用遞歸神經網絡來建模和（hé）預測光纖中的複雜（zá）非線性傳播，從而提出該問題的解決方案。
這項研（yán）究使用一種（zhǒng）稱為“遞歸神經網絡”的架構，該架構具有內部存儲器。這樣的網絡不僅可以（yǐ）識別與非線性動力學相關的特定模式，而且還可以了解這（zhè）種模式在擴展的距離內在時域和頻譜域中（zhōng）如何演化。
神經網絡可以預測毫秒級的演變，這種新穎的解決方案將（jiāng）導致對非線性影響傳播的所有係統進行更高效、更快速的數值建（jiàn）模，從而改善用於電信、製造和成像的（de）設備的設計。
光學中的（de）新應用
該研究報告了兩個對光學非常（cháng）感興趣的案（àn）例：極端脈衝壓縮和超寬帶激光源開發。Genty解釋（shì）說：“使用帶有內部存儲器的神經網絡的（de）方法使（shǐ）蘑菇视频下载渠道可以繞過解決底層數學模（mó）型的傳統方法，這非常耗（hào）時，有時需要禁止的（de）存儲器資源。”
超（chāo）短脈衝在光纖中的（de）傳播在光源和光（guāng）子技術的（de）發展中起著核心作用，其應用範圍從光（guāng）物質相互作用的基礎研究到高分辨率的成（chéng）像和遙感。但是（shì），短脈衝動（dòng）力學是高度非（fēi）線性的，並（bìng）且出於（yú）應用目的優化脈衝傳播需要大量且計算量（liàng）大（dà）的數值模擬。這在實時設計和（hé）優化實驗中造成了嚴重的瓶頸。
研究重點介紹了脈衝壓縮和（hé）超寬帶超連續譜生成中的特定示例，並將神經（jīng）網絡預測與實驗數（shù）據進行了（le）比較，展示如何將該方法推（tuī）廣到更廣泛的輸入條件和光纖係統（包括多模傳播）的其（qí）他傳播場景中。這些結果為非線性係統的建模、未來的光子技術的發（fā）展，以及在玻色-愛因斯坦（tǎn）凝（níng）聚物，等（děng）離子體物（wù）理學和（hé）流體力學研究中的物理學領域提供了新的視角。
隨著機器學習應用在（zài）所有科學領域的快速發展，預（yù）計神（shén）經網絡將很快成為分析複雜非線性動力學、優化寬帶源（yuán）和頻率（lǜ）梳的產生、以及超快（kuài）光學實驗中，設計重要和標準的工具。
