Van een doos Cracker Jack tot The Da Vinci Code, iedereen vindt het leuk om geheime boodschappen te ontcijferen. Maar biomedische ingenieurs van Duke University hebben de decoderring naar een plek gebracht waar hij nog nooit eerder is geweest:de patronen die zijn gecreëerd door bacteriekolonies.

Afhankelijk van de gebruikte initiële omstandigheden, zoals nutriëntenniveaus en ruimtebeperkingen, hebben bacteriën de neiging om op specifieke manieren te groeien. De onderzoekers creëerden een virtuele bacteriekolonie en controleerden vervolgens de groeiomstandigheden en het aantal en de grootte van gesimuleerde bacteriële stippen om een ​​heel alfabet te creëren op basis van hoe de kolonies eruit zouden zien nadat ze een virtuele petrischaal zouden vullen. Ze noemen dit coderingsschema emorfi.

De codering is niet één-op-één, omdat het uiteindelijke gesimuleerde patroon dat overeenkomt met elke letter niet elke keer precies hetzelfde is. De onderzoekers ontdekten echter dat een machine learning-programma kon leren om ze van elkaar te onderscheiden om de bedoelde letter te herkennen.

"Een vriend kan in de loop van de tijd veel afbeeldingen van mij zien, maar geen van hen zal precies hetzelfde zijn", legt Lingchong You, hoogleraar biomedische technologie aan Duke, uit. "Maar als de afbeeldingen allemaal consistent mijn uiterlijk versterken, zal de vriend me kunnen herkennen, zelfs als ze een foto van mij te zien krijgen die ze nog nooit eerder hebben gezien."

Om echte berichten te versleutelen, maakt de encoder uiteindelijk een film van een reeks patronen, elk met een andere letter. Hoewel ze op het ongetrainde oog lijken, kan het computeralgoritme ze onderscheiden. Zolang de ontvanger de reeks beginvoorwaarden kent die tot hun creatie hebben geleid, zou een indringer de code niet moeten kunnen kraken zonder een krachtige eigen AI.

Probeer de encryptie zelf eens uit. U kunt alles typen, van uw naam tot het adres van Gettysburg, of zelfs de kerstklassieker:"Zorg ervoor dat u uw Ovaltine drinkt."

www.patternencoder.com/ + Verder verkennen

Fractale patronen in groeiende bacteriekolonies