Vous pensez qu'un miroir ne peut pas mentir ? Des chercheurs ont prouvé le contraire
Un miroir est censé faire une chose simple : nous montrer ce qui se trouve devant lui. Cependant, une nouvelle étude récemment publiée dans la revue scientifique Nature Communications présente une possibilité qui ressemble presque à de la science-fiction : un miroir capable de montrer intentionnellement quelque chose de complètement différent.
Un miroir est censé faire une chose simple : nous montrer ce qui se trouve devant lui. Cependant, une nouvelle étude récemment publiée dans la revue scientifique Nature Communications présente une possibilité qui ressemble presque à de la science-fiction : un miroir capable de montrer intentionnellement quelque chose de complètement différent.
Des chercheurs de l'Université de Californie à Los Angeles (UCLA) ont développé un prototype de ce qu'ils appellent un « miroir menteur ». Le miroir ne se contente pas de déformer notre forme comme un miroir de foire, mais modifie les informations qui lui parviennent à l'aide de la lumière, et crée à partir de celles-ci une autre image prédéfinie. En termes simples : si vous placez quelque chose devant un miroir ordinaire, vous le verrez. Devant le « miroir menteur », vous pourriez, en principe, voir autre chose.
Comment un miroir peut-il « mentir » ?
Le secret réside dans sa surface. Au lieu d'une surface ordinaire et lisse, le miroir est construit à partir de structures très minuscules conçues pour modifier la façon dont la lumière est réfléchie. Lorsque nous regardons un objet, la lumière qui en émane porte les informations permettant à nos yeux de l'identifier. Les chercheurs ont trouvé un moyen de modifier cette lumière afin qu'au lieu de reproduire l'objet original, elle crée une image différente.
Pour illustrer, supposons que les chercheurs veuillent que le miroir affiche toujours un canard. Ils peuvent concevoir la surface du miroir de manière à ce qu'une variété d'images différentes qui l'atteignent subissent une modification, et que le résultat obtenu soit cette même image de canard. Il ne s'agit pas d'un écran affichant une image, ni d'un projecteur cachant le reflet. La surface elle-même modifie la lumière qui la frappe.
Aydogan Ozcan, ingénieur et inventeur à l'UCLA, a expliqué que contrairement à un projecteur ou à un écran, qui nécessitent généralement de l'électricité et des systèmes de traitement pour afficher une image, le « miroir menteur » est un composant optique passif : une fois fabriqué, il utilise la lumière qui l'atteint pour créer le résultat.
Le rôle de l'apprentissage profond
Pour que le miroir « sache » comment modifier la lumière, les chercheurs ont utilisé l'apprentissage profond. L'ordinateur détermine à quoi doivent ressembler ces minuscules structures sur la surface pour que, lorsque la lumière les frappe, l'image souhaitée soit obtenue. Une fois la surface fabriquée, elle ne décide pas à chaque fois quelle image montrer. Le « mensonge » est déjà intégré en elle. Si elle est conçue pour afficher une certaine image, c'est l'image qu'elle essaiera de créer à partir de la variété des choses placées devant elle.
Dans une première étape, les chercheurs ont effectué des simulations informatiques. Ils ont conçu différentes versions du miroir pour transformer des images d'articles vestimentaires en une image de sac, divers chiffres manuscrits en le chiffre 8, et des dessins simples en un visage de panda. Ils ont même testé ce qui se passe lorsque le système reçoit des images qui n'ont pas été utilisées dans son processus de conception, et même alors, une image a été obtenue qui pouvait être identifiée comme l'image cible.
Du laboratoire à la réalité
Après les simulations, les chercheurs ont décidé de construire une version réelle du système. Ils ont choisi une version conçue pour créer le chiffre 8 et ont utilisé un réseau de minuscules miroirs. Lorsqu'ils ont montré au système divers chiffres manuscrits, la lumière qui le traversait a créé l'image prédéterminée du 8. L'expérience a fonctionné avec de la lumière rouge, verte et bleue séparément, ainsi que lorsque les trois couleurs étaient allumées ensemble.
Malgré les résultats, les chercheurs soulignent qu'il reste encore un long chemin à parcourir entre l'expérience et un produit utilisable dans le monde réel. L'expérience a été menée dans des conditions de laboratoire hautement contrôlées. Le monde réel est beaucoup plus compliqué : la lumière du soleil ou l'éclairage d'une pièce proviennent de directions différentes et se comportent différemment de la lumière utilisée en laboratoire. Ozcan a expliqué que le système repose encore largement sur un « réseau optique hautement contrôlé », et qu'il ne s'agit pas encore d'un appareil que l'on peut simplement accrocher au mur d'un salon. Pour que la technologie fonctionne dans des conditions d'éclairage normales, il pourrait être nécessaire de construire des structures plus complexes composées de plusieurs couches.
Applications potentielles
L'une des utilisations suggérées pour le miroir est le camouflage. L'idée n'est pas de rendre un objet invisible, mais de faire croire à quelqu'un qu'il voit quelque chose de normal et d'inintéressant. Un « miroir menteur » pourrait être placé devant un équipement sensible et renvoyer à l'observateur une image innocente au lieu des informations visuelles réelles. Outre le camouflage, les chercheurs soulignent des utilisations potentielles dans les domaines de la sécurité, de la défense et du divertissement.
