Огледалото винаги показва истината. Поне така сме свикнали да мислим. Но инженери от Калифорнийския университет в Лос Анджелис (UCLA) създадоха оптична система, която може да ни накара да видим нещо съвсем различно…

Учените са нарекли разработката си „лъжливо огледало“. То не отразява реалния обект пред себе си, а заменя информацията за него с предварително зададена картинка. Например може да превърне отражението на обувка в чанта, а цифри в нещо съвсем различно. Изследването е публикувано в списание Nature Communications.

Тайната е в специалната повърхност

В парковете с атракциони има криви огледала, които забавно разтягат и свиват фигурата на човека пред тях. Въпреки изкривяването обаче отражението все пак остава свързано с реалния обект.

Технологията на американските инженери е нещо съвсем различно. „Лъжливото огледало“ не разтяга, не свива и не деформира отражението. То може изцяло да го замени с предварително зададен образ.

Тайната се крие в специална структурирана повърхност, съставена от микроскопични елементи с размер приблизително половината от дължината на вълната на светлината. Те променят фазата на отразената светлина, така че светлинните вълни да взаимодействат и да се наслагват по определен начин. В резултат се създава предварително зададеният образ.

„Вместо просто да изкривява отражението, „лъжливото огледало“ е проектирано оптически да замени визуалната информация, носена от множество различни и неизвестни предварително обекти, с предварително зададен измамен шаблон“, обяснява ръководителят на изследването, професорът от UCLA Айдоган Озкан.

За да изчислят как точно трябва да изглежда тази повърхност, учените са използвали алгоритми за дълбоко обучение. След като структурата бъде създадена, тя функционира като пасивен оптичен елемент. Светлината попада върху нея, пречупва се и се насочва по предварително програмиран начин, в резултат на което се получава желаният образ.

И всичко това се случва без цифрова обработка в реално време. Компютърните алгоритми участват при проектирането на повърхността, но след това самата оптична система извършва трансформацията посредством взаимодействието между светлината и структурата.

Обувка се превръща в чанта, а всяка цифра става осмица

При компютърните симулации системата е успяла да превръща изображения на дрехи в изображение на чанта, а различни ръкописни цифри в цифрата 8.

Още по-интересното е, че технологията е работила и с изображения, които не са били използвани при нейното обучение. Тя е запазила работата си и при различно завъртане, преместване или мащабиране на обектите, както и при добавяне на шум към изображенията.

При експерименталната демонстрация учените са използвали програмируем масив от микрооглредала и осветяване с червена, зелена и синя светлина с дължини на вълните съответно 600, 550 и 480 нанометра. Системата е успяла да превърне случайно избрани обекти, които не са участвали в обучението, в предварително зададеното изображение на ръкописната цифра 8. Изследователите са разработили и широкоспектрална версия на „лъжливото огледало“, която работи в непрекъснат спектрален диапазон. Това увеличава възможностите му за работа при различни условия на осветяване.

Засега технологията е далеч от реалния свят

До практическото използване на „лъжливото огледало“ обаче има още път. За да работи надеждно в реални, а не лабораторни условия, според Айдоган Озкан ще са необходими многослойни структури, способни да взаимодействат със светлина, падаща под различни ъгли.

Въпреки това потенциалът на разработката е сериозен.

Огледало, което може да се превърне в камуфлаж

Една от най-интересните възможности е използването на технологията за маскировка и камуфлаж.

Вместо даден обект просто да бъде скрит, „лъжливото огледало“ може да създаде напълно безобидно и нормално изглеждащо изображение, което да убеди наблюдателя, че пред него няма нищо необичайно.

Например, ако трябва да бъде скрито секретно оборудване, покриването му с брезент само по себе си може да привлече внимание. Ако пред него обаче бъде поставена подобна оптична система, тя би могла да отразява обикновена, непритеснителна картина и по този начин да прикрива реалния обект.

Според разработчиците сред потенциалните приложения са още системи за сигурност, отбранителни технологии, антинадзорни системи и развлекателната индустрия.

Огледалото, което отказва да казва истината, засега е лабораторен експеримент. Но ако технологията бъде усъвършенствана, границата между реален обект и това, което очите ни възприемат като реалност, може да стане доста по-трудна за разпознаване.

Източник: Nature Communications, UCLA/Превод:SafeNews