Ученые создали «лживое зеркало»: как оно показывает изображение

Инженеры из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (UCLA) разработали необычное зеркало, которое может намеренно «лгать» тому, кто на него смотрит. Вместо реального отображения оно способно показывать заранее заданное.

Об этом пишет Science Alert.

Как работает «лживое зеркало»

Обычное зеркало отражает свет от находящегося перед ним предмета, поэтому человек видит его отражение. Новая технология работает иначе: ее поверхность специально изменяет характеристики отраженного света, превращая информацию о реальном объекте в другое изображение.

Секрет состоит в сложной структуре поверхности, состоящей из множества крошечных элементов. Они изменяют фазу световых волн и, таким образом, формируют нужную картинку.

При проектировании зеркала исследователи используют алгоритмы глубокого обучения, определяющие, какой должна быть структура поверхности, чтобы получить нужный результат.

После изготовления такая поверхность может быть сконфигурирована на конкретное изображение. Например, вместо разных реальных предметов зеркало может показывать одну и ту же картинку — скажем, утку.

В компьютерных симуляциях ученые создавали зеркала, которые превращали изображение одежды в картинку сумки, разные рукописные цифры — в цифру 8, а простые рисунки — в лицо панды.

Интересно, что технология работала даже с изображениями, которых нет среди данных для обучения. То есть система могла создавать узнаваемую «подделку», даже когда видела новый для себя объект.

Впоследствии исследователи изготовили физический прототип зеркала, которое превращало рукописные цифры в восьмерку.

Экспериментальная система использовала массив крошечных зеркал и могла работать отдельно с красным, зеленым и синим светом, а также с тремя цветами одновременно.

Другая версия системы работала уже с более широким диапазоном видимого света.

Несмотря на перспективность результатов, технология далека от того, чтобы ее можно было повесить на стену в обычной комнате.

Эксперименты проводились в тщательно контролируемых лабораторных условиях с точным выравниванием световых лучей и специальными микрозеркальными массивами.

Кроме того, исследователи использовали когерентный свет, тогда как естественное освещение, в частности солнечное, преимущественно некогерентным. Впрочем, компьютерное моделирование показало, что принцип может работать и при менее контролируемом освещении.

Для этого, вероятно, понадобятся многослойные объемные структуры, способные направлять и смешивать свет, поступающий из разных направлений.

Одним из наиболее интересных потенциальных применений ученые называют маскировку объектов.

К примеру, если необходимо защитить важное оборудование, обычный защитный контейнер может, наоборот, привлечь внимание. «Лживое зеркало» могло бы показывать перед ним обычную, ничем не примечательную картинку, создавая впечатление, что за зеркалом нет ничего необычного.

Технология также может найти применение в сфере безопасности, обороны и развлечений.

Правда, до подлинной оптической «невидимости» еще далеко. Ученые лишь продемонстрировали принцип, при котором зеркало может заставить свет рассказывать совсем другую историю о том, что находится перед ним.

Поэтому обычным искривленным зеркалам из смеха, похоже, стоит готовиться к конкуренции — теперь зеркала могут не только искажать реальность, но и откровенно ее придумывать.

Как мы писали, ученые обнаружили новое объяснение происхождения Алтарного камня Стоунхенджа. По их версии, около 12 тысяч лет назад ледник мог перенести 6,6-тонный камень из Шотландии в район современного Северного моря. Последние 400 км к Стоунхенджу, вероятно, преодолели уже люди. Впрочем, окончательных доказательств этой теории пока нет.