Met optische mantels kunnen objecten in het zicht worden verborgen of onzichtbaar worden door licht te leiden rond alles dat in de mantel is geplaatst. Hoewel cloaking populair is geworden in fictie, zoals in de "Harry Potter"-boeken, onderzoekers zijn de afgelopen jaren begonnen met het realiseren van mantels die objecten aan het zicht onttrekken door de stroom elektromagnetische straling om hen heen te beheersen.

In de Tijdschrift voor Toegepaste Natuurkunde , onderzoekers van het Toyota Research Institute of North America onderzochten de recente vooruitgang bij het ontwikkelen van onzichtbaarheidsmantels die functioneren in natuurlijk onsamenhangend licht en kunnen worden gerealiseerd met behulp van standaard optische componenten, onderdeel van het lopende onderzoek van de afgelopen twee decennia.

Onzichtbaarheidsmantels hebben potentieel een breed scala aan toepassingen in detectie- en weergaveapparaten in oorlogsvoering, toezicht, dodehoekverwijdering in voertuigen, ruimtevaartuig, en zeer efficiënte zonnecellen. De onderzoekers onderzochten dode hoeken die voorkomen in voertuigen, zoals de voorruitstijlen, de rongen die de voorruiten omlijsten.

"We zijn altijd op zoek naar manieren om chauffeurs en passagiers veilig te houden tijdens het rijden, " zei auteur Debasish Banerjee. "We begonnen te onderzoeken of we het licht rond de pilaar konden laten gaan zodat het transparant leek."

Vooruitgang in metamaterialen, geconstrueerde complexen van metalen en diëlektrica voor het manipuleren van elektromagnetische golven, hebben de mogelijkheid geopend om optische mantels rond een object te realiseren door binnenkomend licht er omheen te laten gaan.

Perfecte optische verhulling vereist de totale verstrooiing van elektromagnetische golven rond een object onder alle hoeken en alle polarisaties en over een breed frequentiebereik, ongeacht het medium. Dit is nog niet gerealiseerd.

Echter, door de onzichtbaarheidsvereisten te vereenvoudigen, innovatief werk met sferische transformatiemantels, tapijt mantels, plasmonische mantels, en mantelmantels in smalband magnetron, infrarood, en optische golflengten is bereikt in de afgelopen twee decennia.

"Een van de echte uitdagingen is dat we optische elementen rond een object moeten optimaliseren, zodat faserelaties behouden blijven, ' zei Banerjee.

Voor optimalisatie, kunstmatige intelligentie en machine learning kunnen helpen bij het oplossen van bepaalde uitdagingen. Algortihms kunnen helpen bij het oplossen van het noodzakelijke inverse ontwerpprobleem in de context van praktische cloaking-apparaten.

Dit kunnen krachtige hulpmiddelen zijn om de optische reacties van deze apparaten of detectoren te voorspellen en analyseren zonder tijdrovende en dure simulaties, die de mogelijkheid van intelligente onzichtbaarheid kan verhogen die zich aanpast aan bewegingen, vormen, en het milieu.

Met de snelle ontwikkeling van zowel AI-aided design als additive manufacturing-mogelijkheden, het is te voorzien dat flexibele mantels die effectief zouden kunnen functioneren onder alle invalshoeken met een hoge mantelverhouding en een breed gezichtsveld, zouden kunnen worden gerealiseerd en in massa geproduceerd tegen lage kosten en hoge efficiëntie.