Organik PCM’ler siber güvenlik ve tıpta düşük maliyet ve etkili kodlama sunuyor

Basit parafinler gibi organik faz değişim malzemelerinde (PCM’lerde) düzenli floresan boyaların çözülmesi, sıcaklığa duyarlı floresan malzemelerin hazırlanması için düşük maliyetli, basit ve çok yönlü bir stratejidir. Floresan boyların bu fonksiyonları göz önüne alınarak ICN-2 Nanoyapılı Fonksiyonel Malzemeler Grubu’nda yer alan araştırmacılar, önceden üzerinde çalışılmış farklı floresan boyalar ve faz değişim malzemeleri içeren mikrokapsüllerin uyumlanması ile yapay zeka destekli bir kodlama ve veri depolama sistemi geliştirmişlerdir. Veri depolama sisteminde faz geçişlerinde ortaya çıkan farklı renkler ve parafinin ısıya karşı gösterdiği reaksiyonlar dikkate alınarak kodlama yapılmıştır. Geliştirilen sistemde amaç veri sahteciliği, kod hırsızlığı gibi siber güvenlik sorunlarına karmaşık şifreleme sistemleri ile bir anahtar oluşturmaktır.¹

Bu çalışmada oluşturulmaya çalışılan anahtar; ekonomik anlamda masrafsız, kullanışlı ve etkili bir çözüm yöntemi olarak piyasaya sunulmaktadır. Anahtarda kullanılan materyaller piksel oluşturmada kullanılırken alternatif olarak piksel görüntüleme malzemesi olarak da kullanılabilmektedir. Piksel görüntüleme, Mezenkimal Kök Hücre (MSC) görüntülerinde vb. süper piksel tabanlı algoritmalar ile oluşturulabilir ve yüksek çözünürlüklü görüntüde, değişen yoğunluktaki tohumların yeşertilmesyle elde edilir. Görüntünün çözünürlük ve piksel ayrımında siber güvenlik sorunlarının yaşanması durumuna karşın anahtar kullanımına başvurulabilmektedir. Aynı algoritmaya sahip komşu piksellerin birbirine uyumlamasında da yeni bir sistem kullanılmaktadır. Bu sistem düzenlenirken dalgacık ayrıştırma çalışmalarının algoritmaları da göz önüne alınmıştır. Çalışmanın başarısı deneylerle ortaya konulmuştur.²

Algoritma düzenlenirken pikseller, ışığa bağlı renk değişimine ve voltaj ayarına gösterilen reaksiyona göre üç boyutlu (3D) ve dört boyutlu (4D) olmak üzere iki grupta değerlendirilir. Üç boyutlu piksellerin kodlamada konumu fazların ısıyı emme ve yayma durumunda ortaya çıkan renkler ile belirlenirken dört boyutlu pikseller malzemenin sıcaklık ile uyumlanma durumuna göre belirlenmektedir. Normalden farklı olarak ısı artışı veya azalması ile piksel çözünürlüklerinde değişim olmaktadır. O halde üç boyutlu ve dört boyutlu pikseller sayesinde gelişmiş kodlama işleminde iki tür verisel durum ortaya çıkmaktadır; üç boyutlu veri şifreleme ve dört boyutlu veri depolama.

Hastalıkların tedavisinde de kullanılan dört boyutlu bilgi kodlamasıyla yeni uyaranlara tepki veren floresan renk ayrıştırma yöntemi ile şeker hastalığına bağlı damar yapısı bozuklukları, görme bozuklukları araştırılırken üç boyutlu kodlar geliştirilerek süper piksel görüntüleme ve yansıtma yöntemi hastalıkların bölgesel tespitinde sıkça kullanılan bir yöntem haline gelmiştir. Doktorların da kullandığı bu sistemde kanamaların olduğu bölgelerin belirginliği daha kolay bir şekilde ortaya çıkmaktadır. Ortaya çıkan görüntülerin netleşmesi için de histogram işlemlerini temel alan süper piksel görüntünün yanı sıra görüntü iyileştirme yöntemleri de kullanılmaktadır. Bu yöntemle görüntülemenin daha başarılı olduğu görülmüştür.Hem sağlık alanında toplum yararını gözeten hem de dijitalleşen dünyamızda siber güvenlik sorunlarına çözüm arayan yapay zeka tabanlı bu piksel görüntüleme sisteminin kullanımının artırılması ve piyasaya sürülmesi için çalışmalar devam etmektedir.³

Kaynaklar

1. https://techxplore.com/news/2024-09-scientists-digital-encoding-fluorescent-pixels.html#google_vignette
2. Yorulmaz, O., Oğuz, O., Akhan, E., Tuncel, D., Atalay, R. Ç., & Çetin, A. E. (2015, May). Wavelet merged multi-resolution super-pixels and their applications on fluorescent MSC images. In 2015 23nd Signal Processing and Communications Applications Conference (SIU) (pp. 1901-1904). IEEE.
3. Taş, İ. Ç., İbrikçi, T., & Arıca, S. Fundus Floresan Anjiografi Görüntülerinde Diyabetik Retinopati Nedeniyle Oluşan Kanamaların Kümeleme, Sınıflama ve İyileştirme Yöntemlerini Kullanarak Belirginleştirilmesi Emphasizing Hemorrhage of Regions Caused by Diabetic Retinopathy in Fundus Flouresein Angiography Images with Image Clustering, Classification.