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戍天九思:浙大智能隐身重大突破:从隐身衣到隐身空间

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发表于 昨天 13:03 | 显示全部楼层 |阅读模式
  昨天,有网友留言希望解读一下浙大的空间隐身技术。笔者作了一些初浅的学习研究,贵在抛砖引玉,欢迎批评指正。

  浙大的材料科学在国内一直领先,还把人工智能应用于超材料,开创了智能超材料与超材料智能新领域。

  2020年3月24日,浙江大学陈红胜教授团队经过三年研究,在《自然·光子学》在线发表了最新研究成果。该团队在国际上率先实现基于深度学习的新一代智能隐身器件,在不依赖任何人为操控的情况下,15 毫秒即可“智能换装”骗过雷达。

  2025年6月4日,浙江大学钱超研究员和陈红胜教授团队在《光:科学与应用》期刊上发表《超表面探索者: 通过自博弈强化学习勾勒开放隐身空间》论文。目前 5 GHz 实验时可在 10 m×10 m 区域、3 辆车、1.5 GHz 带宽内实现 99.5 % 隐身。审稿人评价称,这一工作将现有隐身研究推向了空间隐身的新阶段。

  这是浙大经过长达8年的研究探索,在智能超材料与超材料智能领域成功实现从隐身衣到隐身空间的重大突破,这的确是一项颠覆性技术。

  智能协同进化:从围棋游戏到智能隐身的跃迁

  钱超说:理想的隐身衣应该和章鱼和变色龙一样,能够快速自动地适应于变化的外界刺激和背景环境。章鱼有色素细胞,我们有可重构的新型人工电磁材料单元;章鱼有中枢神经,我们有深度学习方法;章鱼有光敏细胞,我们可以搭建电磁波和环境探测器。

  MetaSeeker(超表面探索者)核心在于构建物理世界的“数字孪生镜像系统”,使强化学习智能体能够快速洞察混沌物理系统的运行规律。强化学习智能体借鉴MuZero算法在棋类博弈中的思维过程(MuZero算法——谷歌围棋AlphaGo的升级版 AlphaGo Zero的强化学习算法),将超表面抽象为“电磁棋局”,每个超原子作为“棋盘位点”,通过精准调控超原子“开/关”状态实现空间隐身。

  笔者认为,这种创造性应用非常巧妙,也是理解隐身空间技术的关键。

  图 | 智能自适应隐身架构(来源:钱超)

  MetaSeeker还配备了“感知—决策—执行”一体化的硬件模块,使智能体能够与现实世界进行自主交互,并基于远场反馈信号进行现场学习,相当于为强化学习智能体富有智慧的“机械大脑”配备了灵活的“四肢”。

  图 | 超表面探索者 MetaSeeker 远程构造隐身空间(来源:钱超)

  该研究的“动态消隐”能力源于两大突破:

  一是超表面群体智能。通过融合可重构超表面阵列与电磁散射相消理论,建立自组织电磁拓扑网络,其核心突破在于将传统个体调控升级为分布式群体调控。

  二是智能计算革命。在MuZero算法基础上进行改进,突破传统的逆向设计架构。该成果在卫星通信抗干扰、城市电磁污染治理甚至量子领域具有广阔应用前景。

  智能隐身空间技术的应用场景

  MetaSeeker 远程绘制隐身空间的核心用途,是把“隐身”从单个目标扩展到一片可随时“开/关”的开放区域,让该区域内的人、车、物等瞬间在电磁意义上“消失”。主要有五大应用场景:

  一是高价值平台突防。为航母打击群、预警机、无人集群、指挥车、前沿雷达等按需开辟“电磁隐蔽通道”,使其在敌方探测网络中“穿墙而过”,降低被拦截概率。

  二是城市电磁防护与治理。在智慧城市基础设施中布设集群超表面,可对重点建筑、数据中心周围形成“隐身罩”,既防止外部电磁侦察,也抑制内部辐射泄露,实现通信增强与电磁污染隔离同步完成。

  三是卫星与深空通信抗干扰。地面站或移动终端进入隐身空间后,上行信号被重构的散射场“包裹”,敌方干扰机无法锁定波束;同时接收端仍可与指定卫星保持透明链路,实现“隐身不中断通信”。

  四是公共安全与特种作业。在反恐排爆、要员护送等行动中,临时投射一片“隐身区”,屏蔽外部无人机、雷达或手机基站的探测,为行动人员争取“电磁静默”时间窗。

  五是自适应电磁基建。与传统固定隐身材料不同,MetaSeeker 可远程、动态重绘隐身边界,相当于“电磁空间的可擦写白板”,未来可按需给城市街区、港口、机场等分配不同的隐身/增强/干扰模式,成为 6G 及未来战场电磁管理的基础技术。

  未来可期——有望5年内初步落地

  从浙大团队 2025 年 8~9 月公布的实验数据看,MetaSeeker 已从“实验室演示”进入“场地原型”阶段,但离真正落地还有三个大坎。

  一是尺寸和距离的瓶颈。目前 5 GHz 实验只在 10 m×10 m 区域、3 辆车、1.5 GHz 带宽内实现 99.5 % 隐身;要把“隐身泡”扩大到百米、千米级,需要把现 256 单元超表面集群再提高 1~2 个数量级。FPGA (现场可编程门阵列)时序、供电与同步误差随阵列规模指数上升,现有 89 ms 响应时间将快速恶化。

  二是复杂背景与多径。城市环境多径、非均匀墙体、运动行人都会破坏“干净”的散射重建。论文实验选在相对空旷停车场,尚未在钢筋混凝土城区、丛林或室内大厅验证;要把“环境相似度”指标保持在 99 % 以上,需要引入更宽频(6–18 GHz)和毫米波协同,硬件成本和计算量将成倍增加。

  三是工程化可靠度。现系统靠 GPU+FPGA 机架完成推理,功耗 >600 W;若做成车载或便携基站,需把 28 nm 级 FPGA 换成专用 集成电路或光子计算芯片,才能把功耗压到 50 W 以下、重量 <5 kg,否则无法野外长时间部署。此外,分布式超表面节点失效 20 % 后性能下降曲线尚未公布,真正“断臂再生”能力仍待验证。

  综合来看,MetaSeeker 在“小区域、低频段、慢速目标”场景已具备演示级成熟度(TRL 4→5)。若资金与需求充足,3~5 年内可先做:重点设施临时电磁屏蔽(指挥所、数据中心);低速无人车编队隐蔽渗透(<30 km h)。

  但要走到“随时随地给城市街区、高速战机开隐身通道”的实用级别,还需解决大规模阵列、亚毫秒响应、复杂多径自学习等难题,乐观估计至少 8–10 年。

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