Важливі новини щодня — додайте «Експерт» в улюблені джерела Google

Інженери Каліфорнійського університету в Лос-Анджелесі створили незвичайне дзеркало, яке показує не справжнє відображення, а заздалегідь задане зображення. У дослідах воно перетворювало одяг на сумку, різні цифри на вісімку, а прості малюнки — на обличчя панди.

Звичайне дзеркало відбиває світло від предмета перед ним, завдяки чому людина бачить його відображення. Розробка інженерів UCLA працює за зовсім іншим принципом.

Її поверхня змінює характеристики відбитого світла так, щоб інформація про справжній об’єкт перетворилася на інше зображення. У результаті перед дзеркалом може перебувати один предмет, а у відображенні з’являтиметься зовсім інший.

Секрет технології полягає у складній поверхні з великої кількості крихітних елементів. Вони змінюють фазу світлових хвиль і разом формують потрібне зображення.

Для проєктування такої поверхні дослідники застосовують алгоритми глибокого навчання. Вони розраховують, якою має бути її структура, щоб дзеркало створювало потрібну картинку.

У комп’ютерних симуляціях науковці продемонстрували кілька незвичайних перетворень. Зображення одягу ставало сумкою, різні рукописні цифри перетворювалися на цифру 8, а прості малюнки — на обличчя панди.

При цьому технологія впоралася навіть із зображеннями, яких не було серед даних, використаних для навчання. Система все одно могла створити впізнавану задану картинку з нового для неї об’єкта.

Після комп’ютерних експериментів дослідники створили фізичний прототип. Його налаштували так, щоб різні рукописні цифри у відображенні перетворювалися на вісімку.

Експериментальна установка складалася з масиву крихітних дзеркал. Вона могла окремо працювати з червоним, зеленим і синім світлом, а також із трьома кольорами одночасно. Інша версія охоплювала ширший діапазон видимого світла.

До появи такого дзеркала у звичайних будинках поки далеко. Досліди проводили у контрольованих лабораторних умовах, де науковці точно вирівнювали світлові промені та використовували спеціальні мікродзеркальні масиви.

Ще одна проблема полягає у світлі. Під час експериментів використовували когерентне світло, тоді як звичайне природне освітлення, зокрема сонячне, переважно некогерентне.

Водночас комп’ютерне моделювання показало, що принцип може працювати й за менш контрольованого освітлення. Для цього можуть знадобитися складніші багатошарові структури, які спрямовуватимуть і змішуватимуть світло з різних напрямків.

Одним із можливих застосувань технології дослідники називають маскування об’єктів. Замість того щоб просто закривати важливе обладнання контейнером, який сам може привертати увагу, така система могла б показувати сторонньому спостерігачеві нічим не примітне зображення.

Розробка також потенційно може використовуватися у сфері безпеки, оборони та розваг. Проте про справжню оптичну невидимість поки не йдеться: науковці лише продемонстрували принцип, за якого відбите світло можна змусити показувати зовсім не той об’єкт, який перебуває перед дзеркалом.