음향 홀로그래피는 음향 파면을 유연하게 제어할 수 있는 실용적인 수단을 제공한다. 그러나 기존의 위상-만 설계에 내재된 수치-물리 간극(numerical-physical gap) 때문에 음향 장의 고정밀 형상화는 여전히 제약을 받는다. 이러한 접근은 3차원 두께가 변하는 렌스로서 2차원 위상 지연 프로파일을 구현하지만, 렌즈 구조로부터 기인하는 파-물질 상호작용을 간과한다. 여기서는 렌즈의 3차원 기하를 음향 시뮬레이션 및 최적화 루프에 직접 통합하는 물리 인지(physics-aware) 종단 간(end-to-end) 미분가능 구조 최적화 프레임워크를 제안한다. 새롭게 제안된 미분가능 이완(differentiable relaxation)인 Differentiable Hologram Lens Approximation (DHLA)를 사용하여 렌즈 기하를 미분가능 설계 변수로 취급함으로써, 수치적 설계와 물리적 구현 간의 고유한 일관성을 보장한다. 그 결과, Thickness-Only Acoustic Holograms (TOAHs)는 복잡한 조건에서 장 재구성의 충실도와 정밀도 측면에서 최신의 위상-만 음향 홀로그래피(POAHs)를 유의미하게 능가한다. 또한 신경병성 통증 마우스 모델에서 공간적으로 선택적인 신경조절(spatially selective neuromodulation)에 대한 프레임워크의 적용을 시연하여, 비침습적 경두개(Transcranial) 신경조절 가능성을 강조한다. 요약하면, 본 연구는 수치적 설계와 물리적 구현을 조화시킴으로써 복잡한 환경에서 고정밀 음향 파면 형상을 구현하기 위한 견고한 전략을 확립한다.

*본 초록은 AI를 통해 원문을 번역한 내용입니다. 정확한 내용은 하기 원문에서 확인해주세요.