Nedávno udělal Xi'anský institut optiky a přesné mechaniky (součást Čínské akademie věd) pokrok v oblasti inteligentních optických pinzet. Jejich zjištění byla publikována v PhotoniX.
Holografické optické pinzety jsou nástrojem pro konstrukci nových materiálových struktur, studium buněčných interakcí a pokrok v kvantových výpočtech. Tato technologie využívá modulaci optického pole k vytvoření více optických pastí, což umožňuje současné zachycení a manipulaci s několika částicemi. Tyto částice pak mohou být uspořádány do specifických vzorů. Během praktických aplikací však paralelní manipulace často vede ke srážkám částic - zejména ve shlucích částic s vysokou hustotou. To může způsobit agregaci nebo ztrátu částic, což má za následek strukturální defekty. Aby se předešlo těmto problémům, je často nutné částice přesouvat do cílových pozic postupně, což omezuje efektivitu sestavování.
Výzkumný tým, inspirovaný řízením roje dronů a formacemi podvodních robotů, představil koncept holografických optických pinzet s umělým potenciálem pole. Tento přístup řeší problémy mezičásticových kolizí v dynamické optické mikromanipulaci shluků částic, čímž je dosaženo plně paralelního řízení optimální dráhy a strukturního sestavení. Pomocí algoritmů umělé inteligence přidali virtuální odpudivá pole k částicím v optických pastích (kde odpudivá síla je nepřímo úměrná vzdálenosti mezi částicemi), což umožnilo částicím vyhnout se srážkám mírným posunutím. Studie ukazují, že tato technologie umožňuje bezvadnou montáž částicových polí prostřednictvím plně paralelní manipulace, což maximalizuje efektivitu montáže. Optimální řešení cest odvozená z maďarského algoritmu navíc umožňují bezproblémové přechody mezi různými vzory.
Tato zjištění mají významné důsledky pro pokrok v optických pinzetách v multibitových kvantových výpočtech, displejích v mikro/nanoměřítku a biologických vědách a nabízejí pohled na vývoj dalších metod sestavování mikroskopických materiálů.