Forskare utvecklar infraröd QR-kod 'osynlig för ögat'

Forskare tillverkar en liten QR-kod synlig endast genom en infraröd kameraobjektiv.

Ja, du läste rätt. Den bekanta, ständigt utvecklande QR-koden går i stealth-läge.

Forskare från Carnegie Mellon University (CMU) och Pennsylvania State University (PSU) gick samman för att utveckla en mikroskopisk version av en QR-kod som ett ramverk för att bevisa att denna nya teknik fungerar.

Vad kan denna infraröda QR-kod göra? Låt oss fördjupa oss i denna fascinerande skapelse och utforska hur den kan förbättra optiska säkerhetsåtgärder, skydda information och förbättra infraröd övervakning.

En infraröd QR-kod inspirerad av bladlöss

En insekt ( Graphocephala coccinea storleken på ett riskorn utmanar gränserna för bioinspirerad nanoteknik med sina speciella kamouflerande egenskaper.

"Våra samarbetspartners kom till oss med brochosomer - en 'magisk' struktur som bladlöss producerar för att skapa en mantel effekt för att gömma sig från rovdjur," sa Sheng Shen, professor i maskinteknik vid CMU.

Vi ville förstå brochosomens optiska begränsningar för att se vad mer vi kunde göra med dem.

Den QR-kod de skapade genom att härma en lösshopparens nanoskala strukturer mäter mindre än två procent av en tum, vilket gör den till en av de minsta QR-koderna i världen.

Dessa strukturer, kända som brochosomer, liknar fotbollar med hålrum som absorberar ljus istället för att reflektera det på yttre former, vilket biologer misstänker ger bladloppor förmågan att smälta in med sin omgivning.

Forskargruppen körde en simulering för två strukturella variationer: en med hål eller hål för ljusabsorption och en utan.

"Det finns en grundläggande lag inom fysiken som säger att om en struktur är en bra absorberare av energi, kan den avge en lika stor mängd energi," sa Zhuo Li, en doktorand vid CMU.

Vi insåg snabbt att om vi satte ihop båda strukturerna skulle en av dem avge mer energi än den andra. Det skulle få en att se ljusare ut för en infraröd kamera än den andra.

Från pixlar till en läsbar QR-kod

Här kommer den fabricerade infraröda streckkoden.

Genom att använda en avancerad 3D-utskriftsteknik kunde forskarna manipulera vilken nanoskala struktur som skulle skrivas ut, med eller utan hål, vilket möjliggjorde skapandet av den mikroskopiska QR-koden.

"Med denna teknologi förvränger vi i slutändan ett objekts termiska signatur," sa Li. "Vi har makten att förklä hur objekt visas på en infraröd kamera."

Hypotetiskt sett, om vi lade ut brokospixlarna på rätt sätt, skulle vi kunna måla en patrullbil för att se ut som en leveransbil för infraröd säkerhet.

Vad innebär detta för optisk säkerhet och datakryptering?

Att kombinera QR-kod och infraröd teknik lägger till en extra säkerhetsnivå, stödjer nattsynskompatibilitet och är svårare att replikera eller förfalska än en vanlig QR-kod.

Skalning av koden

Betyder det här att vanliga QR-koder av standardstorlek inte är lika säkra som dessa nya små infraröda? Inte alls.

QR-kodssäkerhet beror främst på den QR-kodgenerator du väljer att arbeta med.

Letar efter en med ett Secure Sockets Layer (SSL)-certifikat och som fullt ut följer EU:s allmänna dataskyddsförordning (GDPR), California Consumer Privacy Act (CCPA) och ISO 27001, som  QR TIGER,en avancerad QR-kodsskapare.  

Den här generatorn har en QR-kod för alla, oavsett om du hanterar ett postkontor, utvecklar produktförpackningar eller behöver ett imponerande digitalt visitkort. En tumregel är att ju mer information som kodas, desto mindre blir prickarna i din QR-kod.

Och ju mindre prickarna är, desto svårare är det för enheter att läsa dem. Om det är fallet föreslår vi att du väljer dynamiska QR-koder istället för statiska QR-koder.

En annan sak att tänka på är avstånd. Ju längre bort din QR-kod kommer att placeras, låt oss säga, på en reklamskylt, desto större bör din QR-kod vara, så att personer som passerar inte har problem med att skanna den.

Övergången från kamouflage till kryptering

"Vi har tagit infrarött ljus och gjort det från en energibärare till en informationsbärare," sa Shen Sheng, och vi tror att detta bara är början på denna spännande nya teknologi.

Sheng och hans team, genom att härma naturens uppfinningsrikedom, tog de intrikata strukturerna som finns på bladhoppor och gjorde dem till sina egna, vilket lade grunden för framtida forskare att välkomna en ny era av datasäkerhet och informationsdelning.

Och medan infraröda informationsbärare fortfarande är en framväxande teknik, är de verkliga konsekvenserna omfattande. Tänk på hemliga operationer, förbättrad infraröd övervakning och till och med förstärkta förfalskningsåtgärder.

I infraröd övervakningens värld kan osynliga QR-koder bäddas in i föremål, byggnader eller till och med kläder och ge tillgång till en mängd krypterad information som endast är tillgänglig för auktoriserade användare.

Det finns utmaningar med denna teknik, såklart, som läsarens tillgänglighet och miljöfaktorer, men framtiden för QR-koder som kan läsas med infrarött ljus är otvivelaktigt ljus.