KTU mokslininkų kūrinys: inovatyvios hologramos su nanodalelėmis ir programėlė jų stebėjimui

Rinkoje vis augant įvairių klastočių kiekiui, KTU mokslininkai sukūrė ir rinkai pritaikė hologramų formavimo technologiją bei programinius sprendimus.

„Forbes“ duomenimis, 2018 m. produktų klastojimas buvo labiausiai paplitusi nusikalstama veikla pasaulyje, o padirbtų prekių pardavimai siekė 1,7 trilijonų dolerių per metus. Manoma, kad iki 2022 m. klastočių pardavimai gali išaugti net iki 2,8 trilijono dolerių.

Nors tobulėjančios technologijos padeda įmonėms vis geriau apsaugoti savo gaminius nuo padirbinėtojų, augantys klastojimo atvejų skaičiai rodo, kad to – dar negana. Todėl mokslininkai nenuilsdami kuria inovatyvias apsaugos nuo padirbinėjimo priemones. Viena iš tokių – nuolatos tobulinamos hologramos.

Prognozuojama, kad pasaulinė kovos su klastotėmis rinka išaugs nuo 106,3 mlrd. dolerių 2020 m. iki 188,2 mlrd. dolerių 2025 m. dėl didėjančio gamintojų dėmesio skiriamo savo prekių ženklų apsaugai.

Pasak Kauno technologijos universiteto (KTU) Matematikos ir gamtos mokslų fakulteto          profesoriaus Medžiagų mokslo instituto vyriausiojo mokslo darbuotojo Tomo Tamulevičiaus, naudoti hologramas gaminių apsaugojimui patogu dėl kelių priežasčių: jos lengvai pastebimos, pagavios ir dinamiškos, o siekiant jas padirbti reikia pakankamai sudėtingos įrangos ir žinių.

„Analogišką atvaizdą atspausdinus įprasta spauda, niekaip nepavyks išgauti net artimo vizualinio efekto. Patikimiausia apsauga yra unikalūs holograminiai ženklai, kuriuose lengvai atpažįstami gamintojo logotipai, serijos numeris ar kita unikali informacija, pavyzdžiui, valiutos kupiūros nominalas“, – tikina T. Tamulevičius.

Per mažai žino ir gamintojai, ir vartotojai

Į naujas technologijas, turinčias užtikrinti įvairių dokumentų, banknotų, prekių ženklų gaminių autentiškumą, nuolat investuojamos didelės lėšos. Tačiau su prekių falsifikavimu ir dokumentų klastojimu susijusius pasaulinės ekonomikos nuostolius ekspertai vertina nuo 300 iki 600 mlrd. dolerių per metus. Nors šie skaičiai atskiruose pasaulio regionuose gali skirtis, tai sudaro maždaug 4-7 proc. metinės prekių apyvartos.

„Čia kyla kelios problemos, kurios susijusios ne tik su prekių padirbinėtojais. Kai kurie gamintojai dar nesuvokia optinio apsaugos elemento, kuris įtikina vartotoją, jog įsigyta tikrai originali prekė, svarbos bei teikiamos naudos. Be to, visuomenę taip pat pasiekia per mažai informacijos, kaip atpažinti klastotę“, – pastebi T. Tamulevičius.

Daugelis žino, kad asmens tapatybės dokumentai ženklinami optiniais apsaugos elementais. 2016 m. statistika rodo, kad 81 proc. šių dokumentų pasaulyje buvo paženklinti hologramomis. Tačiau, jei atkreipsime dėmesį, holograminius ženklus pastebėsime ir ant vaistų, grožio priemonių, elektronikos prekių, alkoholinių gėrimų ir net kai kurių maisto produktų.

„Įgudęs klastotojas gali nukopijuoti produkto dizainą, cheminę sudėtį, tačiau pirkėjas, įdėmiau įsižiūrėjęs į hologramą, gana lengvai atskirs, ar perka originalą, nes dažnu atveju estetiškai atrodantys gamintojo logotipai būna pakeičiami atsitiktiniais blizgučiais“, – atkreipia dėmesį KTU profesorius.

Hologramose – visas apsaugos rinkinys

Dėl augančių padirbinėjimo mastų inovatyvios apsaugos nuo padirbinėjimo priemonės – labai aktuali sritis. Tai verčia mokslininkus nuolat būti pasiruošusiais pasiūlyti naujus sprendimus. Todėl holograminiai apsaugos nuo padirbinėjimo ženklai – viena iš KTU Medžiagų mokslo institute aktyviai vystomų tyrimų sričių.

„Dažniausiai eiliniai vartotojai žino tik apie nedidelę dalį taikomų apsaugos nuo padirbinėjimo priemonių. Tačiau paprastai naudojamas visas jų rinkinys integruojant keletą sprendimų: hologramose naudojami itin smulkūs užrašai, sritys su skaitmeninėmis hologramomis, kurios atkuriamos tik apšvietus lazeriu, įvairios perforacijos ar serijinė numeracija“, – sako T. Tamulevičius.

Hologramos gamyba, anot profesoriaus, pakankamai ilgas, sudėtingos įrangos bei specializuotų žinių reikalaujantis procesas. Kuriant hologramas nuolat diegiamos naujos technologijos ir medžiagos, todėl hologramų kopijavimas tampa vis sunkesnis.

Nors vartotojai patys gali identifikuoti autentiškas prekes tiesiog pažvelgę į šviesoje plika akimi matomą ryškių vaivorykštės spalvų pavidalo piešinį, iškilus abejonėms, gaminių autentiškumas yra tikrinamas naudojant specialią įrangą.

„Daugiausia šie tyrimai atliekami vertinant dokumentų autentiškumą sienų kontrolės tarnybose bei kriminalistikos laboratorijose, tačiau daugeliu atvejų tyrimus galima atlikti ir KTU laboratorijose“, – teigia T. Tamulevičius.

Inovatyviems holograminiams ženklams panaudos nanodaleles

Profesorius pasakoja, kad per praėjusius dešimtmečius keitėsi hologramų formavimui naudojamos technologijos bei galimybės, tačiau jų veikimo principas išliko toks pats: balta šviesa apšvietus holograminius ženklus, dėl juose esančių sričių su difrakcinėmis gardelėmis, šviesa išskleidžiama erdvėje. Tai – reiškinys, artimas lietingą saulėtą dieną danguje matomai spalvingai vaivorykštei.

„Panašiai žėrinčios holograminės plėvelės galima įsigyti net parduotuvėje, tačiau pagaminti unikalų holograminį ženklą su įmonės logotipu, pavadinimu, serijos numeriu reikalinga aukštųjų technologijų įranga ir specialių gamybos sąlygų užtikrinimas“, – tikina T. Tamulevičius.

Prieš keletą metų KTU mokslininkai įkūrė pumpurinę įmonę UAB „Holtida“, kuri specializuojasi šių apsaugos ženklų komercializavime. Holograminiai ženklai yra kuriami specialioje laboratorijoje, kur užtikrinamas reikalingas apsaugos lygis. UAB „Holtida“ yra viena iš keturių įmonių Lietuvoje turinti saugiųjų dokumentų ir saugiųjų dokumentų blankų gamybos licenciją, leidžiančią įgyvendinti nacionalinės svarbos užsakymus. Vienas iš plačiai visuomenėje matomų pavyzdžių – tai holograminiai lipdukai ant mašinų numerių.

„Apsaugos nuo padirbinėjimo ženklams siekiame pritaikyti ir nanotechnologijų inovacijas, pavyzdžiui, nanodaleles. Viename iš šiuo metu vykdomų mokslinių projektų kartu su naujai įsteigta pumpurine įmone UAB „Nanoversa“ kuriame nanodalelių nusodinimo technologijas tiesiogiai panaudojamas apsaugos žymenims, kitame – vystome naujus apsaugos priemonių sprendimus bei rengiame dvi su apsaugos nuo padirbinėjimo priemonėmis susijusias patentines paraiškas“, – tikina KTU profesorius T. Tamulevičius, praėjusių metų pabaigoje tapęs Lietuvos mokslų akademijos Jaunosios akademijos nariu.

Pasak jo, bendradarbiaujant su užsakovais kyla inovatyvių minčių: „Tarkim, kartu su Lietuvos monetų kalykla esame pagaminę sidabrinį sėkmės pinigėlį su holograma. Be to, KTU diplomai yra apsaugoti su universitete kuriamomis technologijomis“.

Sukūrė programėlę hologramų stebėjimui

Nuolat augantis originalaus piešinio holograminių ženklų poreikis taip pat verčia ieškoti naujų būdų, kaip supaprastinti šių ženklų kūrimo procesą.

„Vienas iš jų – sukurti programinę įrangą, padedančią suprojektuoti hologramas ir vaizdžiai įvertinti kuriamus vartotojų poreikius atitinkančius efektus, kuriuos paprastai įsivaizduoti yra sudėtinga“, – sako KTU profesorius.

Kartu su tyrėjų komanda iš KTU Informatikos fakulteto (IF) Multimedijos inžinerijos katedros buvo įgyvendintas projektas „Hologramos difrakcinio vaizdo projekcijų algoritmo sukūrimas bei realizavimas išmaniesiems įtaisams (HoloApp)“, kurį finansavo KTU Mokslinių tyrimų, eksperimentinės plėtros ir inovacijų skatinimo (MTEPI) fondas.

„Projekto metu naudojant femtosekundinį lazerį buvo sukurta nauja hologramų tiesioginio įrašymo paviršiuje technologija bei intuityvi hologramos vaizdus generuojanti vartotojo sąsaja išmaniajam „Android“ platformos įrenginiui. Pavyko pasiekti, kad išmanaus prietaiso ekrane būtų tinkamai atvaizduojamos hologramos spalvos, o dėl integruoto giroskopo rankose vartant prietaisą hologramų atspalviai ir matomi vaizdai kistų kaip realioje hologramoje“, – teigia T. Tamulevičius.

Panaudojant pažangų femtosekundinį lazerį medžiaga iš apšviestų vietų yra tiesiog pašalinama, suformuojant norimą paviršiaus reljefą metalo folijoje. Kadangi įprastai hologramų gaminimas užtrunka, toks sprendimas leidžia potencialiems užsakovams parodyti, kaip atrodys jų gaminys negaminant pačio bandomojo ženklo.

„Mūsų sukurta programėlė „HoloApp“ šiuo metu yra nemokama ir visiems prieinama „Google Play“ platformoje. Vartotojas programėlėje pateikęs pasirinktą pilkų atspalvių vaizdą ar net nuotrauką, padarytą išmaniuoju prietaisu, už akimirkos ekrane mato dinamiškus hologramos vaizdo efektus“, – teigia KTU MGMF profesorius.

Ši programėlė, anot jo, naudinga tiek įmonėms, besidominčioms tokia produkcija, tiek eiliniams vartotojams, norintiems geriau suprasti, kokiu būdu veikia apsaugos nuo padirbinėjimo ženklai.

Plačiau apie KTU mokslininkų sukurtą hologramų formavimo technologiją bei programinius sprendimus galima susipažinti straipsnyje „Scientific Reports“ žurnale.