آینه‌ای که حقیقت را پنهان می‌کند؛ شکستن قوانین انعکاس نور با فیزیک و هوش مصنوعی

کد خبر: ۹۳۵۰۲۲

تاریخ انتشار: ۲۹ : ۱۵ – ۲۴ مرداد ۱۴۰۵

خواندنی ها >> خواندنی ها

آینه‌ای که دروغ می‌گوید؛ وقتی فیزیک و هوش مصنوعی می‌توانند قوانین انعکاس نور را بشکنند

تیمی از مهندسان دانشگاه کالیفرنیا آینه‌ای طراحی کرده‌اند که به جای نمایش واقعیت، تصویری کاملاً متفاوت را به بیننده ارائه می‌دهد. به گزارش انتخاب، زومیت اعلام کرده است که این آینه جدید برخلاف آینه‌های معمولی که وظیفه‌ی انعکاس دقیق اشیاء را دارند، این قانون را نقض می‌کند. در واقع، وقتی به این آینه نگاه می‌کنید، آنچه می‌بینید، شیء واقعی مقابل آینه نیست، بلکه تصویری از پیش تعیین‌شده است که ممکن است هیچ شباهتی به آن شیء نداشته باشد.

آیدوگان اوزکان، مهندس و مخترع این پروژه از دانشگاه کالیفرنیا لس‌آنجلس، در مورد عملکرد این آینه توضیح می‌دهد. او این آینه را یک «عنصر نوری غیرفعال» توصیف می‌کند، به این معنا که این ابزار برای کارکردن به برق یا پردازش لحظه‌ای کامپیوتری نیاز ندارد. عملکرد آینه مشابه فیلتر است. زمانی که نور از یک صحنه به سطح آینه می‌تابد، این فیلتر نوری، الگوی نور ورودی را دریافت و آن را به تصویری جدید و از پیش تعیین‌شده تبدیل می‌کند. به عبارت دیگر، آینه آنچه را که در مقابلش است نمی‌بیند و به جای آن، تصویری که از قبل برایش تعیین شده را به شما نشان می‌دهد.

راز این آینه در سطح آن نهفته است. به گزارش انتخاب، مهندسان با بهره‌گیری از فناوری‌های پیشرفته، سطح آینه را با ساختارهای میکروسکوپی پوشانده‌اند که هر کدام می‌توانند فاز (یا همان مرحله‌ی نوسان) نور بازتاب‌شده را تغییر دهند. این تغییرات ظریف در فاز نور، موجب می‌شود امواج نوری به گونه‌ای با هم تداخل کنند که در نهایت، تصویری متفاوت از شیء اصلی را تشکیل دهند. برای طراحی این سطح، از الگوریتم‌های یادگیری عمیق (شاخه‌ای از هوش مصنوعی) استفاده شده است. این الگوریتم‌ها میلیون‌ها حالت مختلف را شبیه‌سازی و بهترین الگوی ساختاری را برای تولید تصویر مورد نظر پیدا می‌کنند.

جالب اینجاست که پس از ساخت، این آینه تصویری واحد را تولید می‌کند؛ به عنوان مثال، فرض کنید آینه‌ای ساخته شود که هر شیء (مانند یک لیوان، یک کتاب یا یک کیف) را به شکل اردک تبدیل کند. محققان در ابتدا این فناوری را روی کامپیوتر شبیه‌سازی کردند. در این مرحله، آنها به آینه‌های مجازی «آموزش» دادند که ورودی‌های مختلف را به تصاویر خاصی تبدیل کنند. به عنوان مثال، به آینه یاد دادند که هر نوع لباسی را به شکل کیف نشان دهد یا هر عدد دست‌نویسی را به عدد ۸ تبدیل کند و حتی نقاشی‌های ساده را به چهره‌ی پاندای کارتونی تغییر دهد. وقتی آینه‌ها را با تصاویری آزمایش کردند که قبلاً هرگز ندیده بودند، نتایج شگفت‌انگیز بود: آینه‌ها همچنان می‌توانستند آن تصاویر ناآشنا را به همان تصویر از پیش تعیین‌شده (مثلاً عدد ۸) تبدیل کنند. این نشان می‌دهد که آینه‌ها صرفاً تصاویر را حفظ نکرده بودند، بلکه الگوی کلی تغییر را یاد گرفته بودند و می‌توانستند آن را روی هر تصویر جدیدی اعمال کنند.

پس از اینکه شبیه‌سازی‌های کامپیوتری موفقیت‌آمیز بود، نوبت به ساخت نمونه‌ی واقعی از آینه‌ی دروغ‌گو رسید. محققان تصمیم گرفتند نسخه‌ای از آن را بسازند که مخصوص تبدیل اعداد دست‌نویس به شکلکِ عدد ۸ بود. برای این کار، آنها از یک آرایه (مجموعه‌ای منظم) از آینه‌های بسیار کوچک استفاده کردند تا بتوانند نور را به دقت کنترل کنند. همچنین، محققان نسخه‌ی پیشرفته‌تری نیز ساختند که برای کل طیف نور مرئی (همان نوری که چشم انسان می‌بیند) به خوبی عمل می‌کرد و محدود به چند رنگ خاص نبود. این بدان معناست که آینه می‌تواند در شرایط نور طبیعی و معمولی نیز کار کند.

با وجود چالش‌ها، پتانسیل این فناوری بسیار گسترده است. یکی از جالب‌ترین کاربردهای آن در حوزه‌ی استتار و پنهان‌سازی است. تصور کنید به جای اینکه تجهیزات نظامی حساس یا وسیله‌ای ارزشمند را با پوششی بزرگ و حجیم بپوشانیم (که خود به همه می‌گوید اینجا چیز مهمی پنهان شده است)، آینه‌ی دروغ‌گو را جلوی آن قرار دهیم. آینه به جای نشان دادن آن تجهیزات، تصویری کاملاً بی‌خطر و معمولی مانند تصویر دیوار ساده، بوته یا صندلی خالی را منعکس می‌کند. در این صورت، هیچ‌کس متوجه وجود شیء ارزشمند پشت نمی‌شود و هدف به سادگی در دید عموم پنهان می‌ماند. علاوه بر استتار نظامی، این فناوری می‌تواند در زمینه‌های دیگری مانند امنیت، دفاع و حتی سرگرمی نیز کاربرد داشته باشد. تصور کنید به جای آینه‌های قدیمی و خمیده‌ای که در شهربازی‌ها تصویر شما را کشیده یا کوتاه می‌کنند، با آینه‌ای روبرو شوید که شما را به شکل اژدها، تک‌شاخ یا هر موجود افسانه‌ای دیگری تبدیل کند. چنین چیزی می‌تواند تجربه‌ای کاملاً جدید و هیجان‌انگیز در دنیای سرگرمی باشد.