Непревзойденная комбинация: невидимые чернила и искусственный интеллект
Закодированные сообщения невидимыми чернилами звучат так, как будто их можно найти только в шпионских книгах, но в реальной жизни они могут иметь важные цели безопасности. Тем не менее, их можно взломать, если их шифрование предсказуемо. Теперь исследователи, сообщающие в Прикладные материалы и интерфейсы ACS напечатали сложные закодированные данные обычными чернилами и невидимыми чернилами на основе углеродных наночастиц, что потребовало как УФ-излучения, так и компьютера, обученного коду для отображения правильных сообщений.
Несмотря на развитие электронных записей, бумага по-прежнему остается распространенным способом сохранения данных. Невидимые чернила могут скрыть секретную экономическую, коммерческую или военную информацию от посторонних глаз, но многие популярные чернила содержат токсичные соединения или могут быть обнаружены с помощью предсказуемых методов, таких как свет, тепло или химические вещества. Углеродные наночастицы, которые обладают низкой токсичностью, могут быть практически невидимы при окружающем освещении, но могут создавать яркие изображения при воздействии ультрафиолетового (УФ) света — современный взгляд на невидимые чернила.
Кроме того, достижения в моделях искусственного интеллекта (ИИ), созданные сетями алгоритмов обработки, которые учатся обрабатывать сложную информацию, могут гарантировать, что сообщения будут расшифровываться только на должным образом обученных компьютерах. Итак, Вэйвэй Чжао, Кан Ли, Цзе Сюй и их коллеги хотели обучить модель ИИ распознавать и расшифровывать символы, напечатанные флуоресцентными чернилами из углеродных наночастиц, выявляя скрытые сообщения при воздействии ультрафиолетового света.
При использовании обычных чернил компьютер, обученный работе с кодовой книгой, декодирует «СТОП» (вверху); когда на бумагу попадает ультрафиолетовый свет, невидимые чернила обнажаются, и настоящее сообщение проявляется как «НАЧАЛО» (внизу). Предоставлено: адаптировано из ACS Applied Materials & Interfaces 2021, DOI: 10.1021/acsami.1c01179.
Исследователи сделали углеродные наночастицы из лимонной кислоты. кислота и цистеин, который они разбавили водой, чтобы создать невидимые чернила, которые казались синими под воздействием ультрафиолетового света. Команда загрузила раствор в чернильный картридж и напечатала ряд простых символов на бумаге с помощью струйного принтера. Затем они научили модель ИИ, состоящую из нескольких алгоритмов, распознавать символы, освещенные ультрафиолетовым светом, и декодировать их с помощью специальной кодовой книги. Наконец, они проверили способность модели ИИ декодировать сообщения, напечатанные с использованием комбинации как обычных красных чернил, так и флуоресцентных УФ-чернил.
С 100% точность, модель ИИ считывала обычные чернильные символы как «СТОП», но когда на надпись показывался ультрафиолетовый свет, невидимые чернила отображали желаемое сообщение «НАЧАЛО». По словам исследователей, поскольку эти алгоритмы могут замечать мельчайшие изменения в символах, этот подход может надежно шифровать сообщения с использованием сотен различных непредсказуемых символов.
Ссылка: «Запись бумажной информации и защита безопасности с использованием невидимых чернил и искусственного интеллекта», Юньхуань Юань, Цзянь Шао, Мао Чжун, Хаоран Ван, Чен Чжан, Цзюнь Вэй, Кан Ли, Цзе Сюй и Вэйвэй Чжао, 20 апреля 2021 г., Прикладные материалы и интерфейсы ACS.
DOI: 10.1021 / acsami.1c01179
Авторы признают финансирование от Shenzhen Peacock Team Plan и Бюро промышленности и информационных технологий Шэньчжэня через Инновационный центр производства графена (201901161514).
