Зеркало всегда показывает правду. Так считалось раньше. Но инженеры из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе создали оптическую систему, которая умеет обманывать.

«Лживое зеркало» — так назвали свою разработку учёные. Оно не отражает реальный объект, а заменяет его изображение заранее заданной картинкой. Например, способно превратить отражение ботинка в сумку, а любую цифру — в восьмёрку.

В парках аттракционов есть кривые зеркала, которые смешно искажают фигуру того, кто в них смотрит. Но в целом отражение более или менее соответствует реальности.

Технология, разработанная американскими инженерами, — совсем другое дело. Там всё иначе. «Лживое зеркало» не растягивает и не сжимает отражение — оно полностью заменяет его на заранее заданную картинку.

Секрет — в специальной структурированной поверхности, состоящей из микроскопических элементов размером около половины длины волны света. Они меняют фазу отражённого света так, что волны взаимодействуют и накладываются друг на друга, создавая в результате заданный образ.

«Вместо того чтобы просто искажать отражение, „лживое зеркало“ оптически заменяет визуальную информацию, которую несут многие входные объекты, на заранее предложенный обманчивый шаблон», — говорит руководитель исследования, профессор Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе Айдоган Озкан.

Учёные использовали алгоритмы глубокого обучения, чтобы рассчитать, какой должна быть эта поверхность для получения нужной «картинки-приманки». После того как структуру создали, она стала работать как пассивный оптический элемент: свет падает, преломляется, и на выходе получается запрограммированный образ. Никакой цифровой обработки.

Так, в компьютерных симуляциях система научилась превращать изображения одежды в сумку, а любые цифры, написанные от руки — в цифру 8. Причём работала даже с теми изображениями, которые не использовались при обучении. Корреляция между желаемым и полученным результатом достигала 0,97.

Исследование опубликовано в престижном журнале Nature Communications. До практического применения технологии пока далеко. Для работы в реальных (а не в лабораторных) условиях, по словам Айдогана Озкана, понадобятся многослойные структуры, способные взаимодействовать со светом, падающим под разными углами.

Однако потенциал у «лживого зеркала» есть. И, по мнению разработчиков, весьма впечатляющий. Главное — использование этого изобретения для маскировки, камуфляжа.

«Вместо того чтобы скрывать объект, такое „зеркало“ создаёт безобидную, нормально выглядящую приманку, которая убеждает наблюдателя, что ничего необычного здесь нет. К примеру, у вас есть некое секретное оборудование. И если вы накроете его брезентом, он сам по себе привлечёт внимание. А если перед ним поместить „лживое зеркало“, оно будет отражать обычную, не вызывающую подозрений картинку».

Среди других возможных применений — системы безопасности, оборонные разработки и индустрия развлечений.