Инженери создадоа чудно „лажливо огледало“ што еден ден би можело да крие предмети пред нашите очи

Содржина:

• Ајдоган Озџан го опишува како пасивен оптички елемент, а не како проектор
• Микроструктурирана површина може различни слики да ги претвори во иста патка
• Облека стана торба, ракописни броеви станаа 8, а цртежи станаа лице на панда
• Озџан вели дека ова сè уште не е огледало за ѕид во дневна соба
• За амбиентална светлина, едната тенка површина вероjатно нема да биде доволна
• Наместо да сокрие цел, огледалото создава безопасна мамка пред набљудувачот

Ајдоган Озџан го опишува како пасивен оптички елемент, а не како проектор

Засега тоа е само доказ на концепт: создава едноставна, однапред зададена слика како одговор на различни влезни слики. Но истражувачите замислуваат пософистицирана технологија што би можела да маскира предмет така што оптичката информациjа што доаѓа од него ќе ја замени со нешто пообично.
„Во традиционалната оптика, генератор на слика (како проектор или просторен модулатор на светлина) обично бара активен извор на енергија, дигитална обработка и внатрешен екран за да проектира однапред програмирана слика“, изјави за ScienceAlert инженерот и пронаоѓач Ајдоган Озџан од UCLA.
„За разлика од тоа, „лажливо огледало“ е пасивен оптички елемент. Работи преку одразување на влезната светлина од сцена, функционирајќи како оптички филтер за трансформациjа. Го зема секој влезен просторен светлосен образец што ќе удри во него и го мапира во измамен излезен бранов фронт/слика.“

Микроструктурирана површина може различни слики да ги претвори во иста патка

Тајната на огледалото е структурирана површина составена од ситни форми што ја менуваат фазата на светлината што се одразува од неа.
Во фазата на дизајн, длабоко учење се користи за да се одреди образецот на структури потребен за насочување на светлината кон посакуваната слика. Потоа површината може да се произведе, по што создава само една слика. На пример, патка. Така широк спектар различни влезни слики би се трансформирале во истата мамка.
Принципот има нешто заедничко со холограм: внимателно изработена површина што ја манипулира фазата на влезната светлина, така што брановите заемно се преклопуваат и создаваат посакувана слика.
Но, наместо едноставно да реконструира зачувана слика, лажливото огледало е осмислено да ја трансформира визуелната информациjа што влезната светлина веќе ја носи во друга, однапред зададена слика.

Облека стана торба, ракописни броеви станаа 8, а цртежи станаа лице на панда

Во компjутерски симулации, истражувачите обучиле различни лажливи огледала да претвораат слики од облека во торба, различни ракописни цифри во бројот 8 и едноставни цртежи во лице на панда.
Кога ги тестирале дизајните со слики што не биле дел од оваа обука, односно со слики што системот никогаш претходно не ги видел, тој и понатаму произведувал препознатлива слика од својата мамка.
Потоа истражувачите изработиле едно од тие огледала: верзиjата со бројот 8.
Нивната експериментална поставка користела низа од ситни огледала за да ги трансформира ракописните цифри во мамката. Работела со одделни црвени, сини и зелени бранови должини, како и со сите три истовремено.
Втората верзиjа работела низ континуиран, широкопојасен опсег на видливи бранови должини.

Озџан вели дека ова сè уште не е огледало за ѕид во дневна соба

Како доказ на концепт, идеjата ветува многу. Но од практична технологиjа е сè уште далеку. Сложената игра на светлината во реалниот свет е многу поразлична од контролирана лабораториска средина.
„Нашиот труд покажува значајни резултати со тоа што оди подалеку од симулации со една бранова должина до експериментална валидациjа користејќи повеќебранови RGB (црвена/зелена/сина) канали и широкопојасен дизајн“, рече Озџан.
„Сепак, тој сè уште во голема мера се потпира на строго контролирана оптичка поставка во лабораториска средина (користејќи низи од микроогледала и прецизно порамнување на зракот), наместо на уред што само го поставувате и работи, а можете да го закачите на ѕид во дневна соба.“
Демонстрациjата користела кохерентна светлина, додека сончевата светлина и другите форми на реално осветлување обично се некoхерентни. Но истражувачите моделирале и верзии за делумно кохерентна светлина, покажувајќи дека основниот пристап може да работи во симулации и при помалку строго контролирано осветлување.

За амбиентална светлина, едната тенка површина вероjатно нема да биде доволна

Таква верзиjа највероjатно би барала повеќе слоеви структури што би можеле да насочуваат и мешаат светлина од многу околни агли.
„Наместо да се потпира на една тенка структурирана површина што работи за добро порамнети зраци, системот највероjатно би имал потреба од подлабоки, повеќеслојни волуметриски структури способни да насочуваат и мешаат некoхерентна светлина што доаѓа од произволни агли“, изјави Озџан за ScienceAlert.
Па, што потоа? Што воопшто би правел некој со тоа?
Една можност е камуфлажа.

Наместо да сокрие цел, огледалото создава безопасна мамка пред набљудувачот

„Лажливото огледало, наместо да крие цел, создава безопасна, нормална мамка што го мами набљудувачот да мисли дека нема ништо необично“, објасни Озџан.
„На пример: замислете заштита на чувствителен тактички хардвер. Наместо да ставите гломазна кутиjа или заштитна прекривка врз него (што му сигнализира на секој што поминува дека внатре има нешто вредно или тајно), лажливо огледало поставено пред него одразува сосема обичен, неинтересен образец.“
Други можни примени се безбедност, одбрана и забава. А последната можност особено звучи како простор за игра: замислете да погледнете во саемско огледало и од него да ви се врати лице на намуртен демон што ве гледа.
Наодите се објавени во Nature Communications.