逆设计,将设备或过程参数匹配以展示所需性能的过程,在许多学科中都应用,从化学过程的材料设计到工程。机器学习已成为一种有前途的方法,以克服参数空间和多模式参数分布的维度施加的当前局限性。大多数传统的优化例程都假设设计参数与目标性能之间可逆的一对一映射。但是,可以通过不同的设计来实现可比性甚至相同的性能,从而使可能的逆设计问题的多模式分布混淆了优化算法。在这里,我们展示了基于可逆神经网络的生成建模方法如何为逆设计问题提供可能的解决方案的完整分布,并解决具有多模态分布的纳米电视逆设计问题的歧义。我们实施了条件可逆的神经网络(CINN),并将其应用于原则纳米光子问题,包括定制由亚波长度凹痕铣削的金属膜的传输光谱。我们将方法与常用的条件变异自动编码器(CVAE)框架进行了比较,并在处理多模式设备分布时显示了提议的CINN的卓越灵活性和准确性。我们的工作表明,可逆的神经网络为纳米科学和纳米技术的逆设计提供了一个有价值且通用的工具包。
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