Fly med ionemotor, falske fingeravtrykk med AI, 3D-printede supersanser

Det er vanskelig å finne spennende teknologisaker på dagen som først og fremst er handelsstandens julaften, Black Friday. Nettet flommer over av tips om gode handler og forslag til hva vi skal svi av pengene våre på, noe hele den vestlige verden synes å være opptatt av i dag.

Det virker heller ikke som at advarsler om at de fantastiske tilbudene vi blir servert er resultatet av at butikkene har kjørt opp prisene i forkant av den store handlefesten, blir lagt merke til av kjøpehungrige forbrukere.

Vi for vår del skal begrense Black Friday-dekningen vår til å peke på en artikkel på nettsiden Mashable, som blinker ut produkter vi ikke skal kjøpe. Den inneholder mer vi er enig i enn hva vi er uenige om, så vi lar denne inverterte handlelisten være vårt bidrag til Black Friday-kakofonien.

Ah, dette var godt å få lettet av hjertet, så dermed, til saken:

Ionemotor tar av

Flymaskiner som er tyngre enn luft, men som likevel flyr for egen kraft, er ikke en veldig gammel oppfinnelse. Brødrene Wright krediteres med å være først ute, med et fly med stempelmotor som første gang hadde en noe ustødig flytur på ikke veldig imponerende 37 meter, den 14. desember 1903.

Ser vi nøye på filmer av flymaskiner fra den perioden, så ser vi at mekanikken var åpen og kraftoverføringen til propellene ofte ble løst med reimer. Mengder av bevegelige deler, og akkurat det faktumet har ikke endret seg siden da, selv dagens avanserte motorer inneholder masser av deler som beveger seg. Helt fram til nå.

Forskere ved Massachusetts Institute of Technology (MIT) har nå drømt opp et fly som er tyngre enn luft og som har framdrift helt uten bevegelige deler – en slags ionemotor, noe lignende til de som vi alltid har sett i science fiction-filmer, melder MITs nyhetstjeneste.

Prinsippet for framdriften er såre enkelt: Setter du høy spenning mellom en tykk og en tynn elektrode, vil nitrogenet i lufta ved plusspolen ionisere seg, og disse ionene strømmer så mot den negative polen. På veien dit vil de kollidere med nøytrale luftmolekyler millioner av ganger, og dette lager en bevegelse i lufta – en «ionisk vind».

Dette fysiske fenomenet har vært kjent siden 1920-tallet, men det er første gang noen har utnyttet det til å gi et fly framdrift. MIT-forskerne rigget elektrodene som et gjerde under vingene på et seilfly med fem meters vingespenn, lastet opp med Li-Ion-batterier og en strømforsyning som leverte pluss 20.000 volt på den ene elektroden og minus 20.000 volt til den andre. Etter litt justeringer var dette tilstrekkelig til å få flyet til å sveve av gårde for egen «maskin».

Selv om dette skjedde med et modellfly og foregikk innendørs, så omtales dette som et gjennombrudd. Tidligere har ikke denne teknikken klart å fly noe tyngre enn noen få gram, og MIT-forskerne ser for seg å bruke dette i droner som neste steg. Det er også grunn til å minne om at også brødrene Wright startet med modeller og seilfly, og se hvor innsatsen deres ledet, nå bare litt over hundre år seinere!

Falske fingeravtrykk lagd av AI lurer mobilen

De aller fleste moderne mobiltelefoner bruker en fingeravtrykkleser for at brukeren skal kunne låse opp telefonen kjapt og enkelt. Denne typen sikkerhet omtales som «biometri» med et fellesnavn, og dette omfatter ikke bare gjenkjenning av fingeravtrykk, men også ansiktet, hele håndflaten eller netthinnen i øyet.

Med tanke på at slik gjenkjenning baserer seg på helt unike egenskaper ved hver enkelt person, så skulle man tro at dette var et potte tett system for identifikasjon. Likevel har sikkerhetsforskere vist at det er mulig å narre de aller fleste variantene av biometri.

Den aller nyeste metoden er å ta i bruk kunstig intelligens, AI – Artificial Intelligence, for å generere falske fingeravtrykk som fungerer som en masternøkkel på fingeravtrykksleseren.

Det er forskere ved New York University og University of Michigan som har lagd det de kaller for «Deepmasterprints» ved hjelp av maskinlæring av over seks tusen ekte fingeravtrykk. Så har AI-en brukt dette til å lage sine egne fingeravtrykk, som i sin tur ble testet av en annen AI, som vurderte om de var ekte eller falske. Om de ble vurdert som falske, ble dette matet tilbake til generatoren, som tok dette til etterretning, og lagde nye, basert på tilbakemeldingen. Noen tusen runder seinere klarte ikke kontrollmaskinen lenger å skille mellom ekte og falsk, og da hadde forskerne sine masteravtrykk.

De falske fingeravtrykkene ble skreddersydd for leserne på mobiltelefoner. Disse skanner ikke hele fingeravtrykket, noe som gjør det enklere for oss i bruk. Disse partielle avtrykkene gjør at vi ikke trenger å legge hele fingertuppen på eksakt samme måte på leseren hver gang, men prisen for dette er at løsningen kommer med lavere sikkerhet, som er enklere for en AI-snik å narre.

Sikkerhetsnivået til en fingeravtrykksleser defineres av prosentandelen av gangene den feilaktig identifiserer et fingeravtrykk som likt med fasiten. Dette omtales som FMR – False Match Rate. På det høyeste sikkerhetsnivået vil den bare ta feil i 0,01 prosent av gangene den leser et fingeravtrykk, på middels nivå er FMR på 0,1 prosent, mens på laveste nivå er FMR på 1 prosent.

Forskerne klarte å narre fingeravtrykkleseren på laveste nivå hele 76 prosent av gangene med sine digitale avtrykk. På middels nivå falt dette til 22 prosent, mens på høyeste nivå lyktes de i mindre enn 1,2 prosent av tilfellene. Det er det mellomste nivået forskerne omtaler som «realistisk nivå», altså det nivået fingeravtrykklesere på mobiler flest ligger.

Forskerne utttaler på New York Universitys nyhetstjeneste at dette ikke betyr slutten på fingeravtrykkbaserte systemer, men at disse eksperimentene viser at det er bruk for flerfaktor autentisering, og at designerne av fingeravtrykksensorer slett ikke er ferdige med jobben sin.

3D-printede øyne og ører bedre enn originalen

Å lage kunstige organer ved hjelp av 3D-printing er ikke en nyhet i seg selv lenger. Det har flere selskaper utviklet allerede, og vi kunne selv se en 3D-printer lage et øre i biologisk materiale under en presentasjon om temaet på Oslo Innovation Week i høst.  

De fleste forskerne på dette området fokuserer på å lage eksakte biologiske kroppsdeler så nær originalen som mulig i laboratoriene sine. Men ikke alle, nettsiden Wired fortalte nylig om professor Michael McAlpine ved University of Minnesota, som jobber med å integrere biologisk vev med elektronikk under 3D-printingen av dem. Målet er å fremstille organer som er bedre enn originalen.

Ved hjelp av en spesialtilpasset 3D-printer kan de printe med silikoner, metaller og til og med levende organisk vev, som deretter ligger i en næringsløsning i noen uker for at cellene skal vokse rundt og mellom de kunstige delene. Resultatet blir en blanding av biologi og elektronikk.

McAlpine har tidligere vist et kunstig øre av levende celler med en innebygd spoleantenne som klarer å oppfatte lyd, og et kunstig øye som er fylt med lysdetektorer som oversetter mellom lys og elektriske impulser ­– et første steg mot kunstig syn.

Til Wired sier professoren at det ikke nødvendigvis er målet å erstatte biologi med mer biologi. Han ser for seg forbedret biologi der for eksempel et øye ikke bare ser lys, men også infrarøde bølgelengder ved hjelp av innebygde sensorer.

Science fiction-verdenens cyborger som er dels menneske og dels maskin er kanskje ikke så langt unna som vi trodde. Det kan være fint om vi trenger overmenneskelige soldater for å bekjempe de superintelligente AI-ene, om de skulle finne på å ta over verden.