友本网本报讯（记者冯丽妃）北京理工大学教授宋孟杰受冰川中自然形成的气泡启发，与合作者开发出一种将信息编码于冰中的方法。他们通过操控冰中气泡的大小和分布，用二进制和摩尔斯电码对信息进行编码。该方法可在南极和北极等极寒地区存储简短信息。相关研究近日发表于《细胞报告物理科学》。
在南极和北极等极寒地区，传统信息存储方式难以实现或成本过高。“在天然寒冷地区，利用冰中的气泡传递和存储信息比电信更节能，比纸质文件更隐秘。”宋孟杰说，“这些冰冻信息可以保存很长时间，且承载的信息便于可视化和读取。”
当水结冰时，水中溶解的气体会被挤出并聚集在一起，形成气泡。研究人员发现，气泡的位置和形状由冻结速率决定，因此可以通过手动控制冻结速率操控冰中气泡的形状和分布。
研究人员测试了能否利用这些结果将信息编码于冰中。为此，他们将气泡的大小、形状和位置分别对应于摩尔斯电码和二进制中的特定字符，并编写程序控制冷板的冻结速率和方向，从而得到气泡位置和大小合适的冰片。
为了读取冰冻信息，研究团队拍摄了冰的照片并将其转换为灰度图像。其中，无气泡区域呈深灰色，而气泡近乎白色。他们训练计算机根据气泡的灰度值自动检测气泡的位置和大小。根据这些灰度值，计算机将冰冻信息解码为二进制或摩尔斯电码，然后将信息转换为可读格式，即英文字母和阿拉伯数字。
在对比摩尔斯电码和二进制编码方法后，研究人员得出结论，二进制编码是更优的选择，因为它存储的信息长度约为摩尔斯电码的10倍。
研究人员表示，控制冰中气泡的位置和分布可能在信息传递之外还有其他应用。未来，团队计划研究气体类型和浓度对气泡冰特征的影响，并进一步研究三维环境下气泡的形成。
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