A multi-agentic framework for real-time, autonomous freeform metasurface design

要約

ナノフォトニクスのイノベーションは現在、フォトニクスの専門知識とシミュレーションおよび最適化アルゴリズムとコーディングの専門知識を相乗する人間の専門家に依存しており、時間がかかり、計算的に要求が厳しく、頻繁に最適な設計サイクルを伴います。
メタチャットを紹介します。Metachatは、自動化されたほぼリアルタイムの方法で、意味的に説明されたフォトニック設計目標を高性能でフリーフォームデバイスレイアウトに変換できるマルチエージェント設計フレームワークです。
マルチステップの推論は、エージェントの反復的独白（AIM）パラダイムによって有効になります。これは、エージェントがコードベースのツール、他の専門エージェント、および人間のデザイナーと一貫したエージェントをインターフェースします。
設計の加速は、メタ面構造の一般化された評価をサポートする、機能ごとの線形変調条件付きMaxwell Surrogateソルバーによって促進されます。
フリーフォームの誘電メタサーフェスをモデルシステムとして使用し、Metachatで、従来の方法よりも桁違いに桁違いに桁違いに桁違いに設計されています。
これらの概念は、専門のデザインエージェント、サロゲートソルバー、および人間の相互作用を活用するための科学的コンピューティングの青写真を提示し、多物理学の革新と発見を促進します。

要約(オリジナル)

Innovation in nanophotonics currently relies on human experts who synergize specialized knowledge in photonics and coding with simulation and optimization algorithms, entailing design cycles that are time-consuming, computationally demanding, and frequently suboptimal. We introduce MetaChat, a multi-agentic design framework that can translate semantically described photonic design goals into high-performance, freeform device layouts in an automated, nearly real-time manner. Multi-step reasoning is enabled by our Agentic Iterative Monologue (AIM) paradigm, which coherently interfaces agents with code-based tools, other specialized agents, and human designers. Design acceleration is facilitated by Feature-wise Linear Modulation-conditioned Maxwell surrogate solvers that support the generalized evaluation of metasurface structures. We use freeform dielectric metasurfaces as a model system and demonstrate with MetaChat the design of multi-objective, multi-wavelength metasurfaces orders of magnitude faster than conventional methods. These concepts present a scientific computing blueprint for utilizing specialist design agents, surrogate solvers, and human interactions to drive multi-physics innovation and discovery.

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