محققان حمله‌ای جدید به نام PhantomTac را معرفی کرده‌اند که با استفاده از تگ‌های مغناطیسی مخفی، سنسورهای لمسی (Touch Sensors) ربات‌ها را فریب می‌دهد تا اشیاء را رها کرده یا با اعمال فشار بیش از حد، آن‌ها را تخریب کنند.
مکانیسم عملکرد PhantomTac
در این روش، یک تگ مغناطیسی کوچک که به شیء متصل شده باشد، می‌تواند سنسورهای لمسی مغناطیسی ربات را گمراه کند. این اتفاق منجر به رها کردن آیتم، فشار بیش از حد یا تشخیص نادرست تماس فیزیکی توسط سیستم کنترل ربات می‌شود.
سنسورهای لمسی مغناطیسی فشار را از طریق ردیابی تغییرات در میدان مغناطیسی هنگام خم شدن یا فشرده شدن لایه حسگر تشخیص می‌دهند. این سنسورها دو نوع نیرو را اندازه‌گیری می‌کنند: نیروی عمودی (Normal Force) که در برابر سطح فشار می‌آورد و نیروی برشی (Shear Force) که در امتداد سطح عمل می‌کند.
جزئیات فنی اکسپلویت
حمله PhantomTac از یک محدودیت در طراحی این سنسورها بهره‌برداری می‌کند؛ به گونه‌ای که یک آهنربای کوچک در نزدیکی سنسور، میدان مغناطیسی موضعی ایجاد می‌کند که توسط سیستم خنثی نمی‌شود. سیگنال حاصل می‌تواند به اشتباه به عنوان تغییر در نیروی تماس تفسیر شده و منجر به تصمیمات نادرست در سیستم کنترل ربات شود.
ویژگی‌های این تگ‌ها عبارتند از:
- ساختار: تگ‌های مغناطیسی غیرفعال (Passive) و بدون باتری.
- ابعاد: ضخامت حدود ۰.۵ میلی‌متر و مساحتی به کوچکی ۱.۴۴ سانتی‌متر مربع.
- قابلیت پنهان‌سازی: امکان قرارگیری زیر برچسب‌های بارکد یا QR-code.
مهاجم برای اجرای این حمله تنها به دسترسی کوتاه به شیء یا بسته‌بندی آن و شناخت مدل سنسور هدف نیاز دارد و نیازی به دسترسی به نرم‌افزار یا سیستم کنترل ربات نیست.
نتایج آزمایشات و تأثیرات
این تکنیک بر روی سنسورهای تجاری مدل‌های PaXini و XELA uSPa 46 آزمایش شده است. در تست‌های مربوط به گرفتن اشیاء (Grasping) با استفاده از بازوی رباتیک Dofbot-Pi4B، زمانی که موقعیت تماس در محدوده ۸ میلی‌متری محل قرارگیری تگ بود، این حمله در بیش از ۹۵٪ موارد موفقیت‌آمیز بود.
تأثیرات این حمله به شرح زیر است:
- رها کردن شیء: اگر سنسور فشاری بیشتر از مقدار واقعی گزارش کند، ربات پیش از ایجاد گیرایی محکم، حرکت کرده و شیء را رها می‌کند.
- تخریب شیء: اگر سنسور فشار کمتری را گزارش دهد، ربات برای رسیدن به فشار مورد نظر، به فشردن ادامه می‌دهد تا زمانی که شیء تخریب شود.
- اختلال در تعادل: در آزمایش روی ربات انسان‌نمای Unitree G1، این حمله باعث شد ربات در تشخیص برخورد تأخیر داشته باشد که منجر به واژگونی اشیاء شد.
راهکارهای دفاعی
محققان پیشنهاد می‌کنند برای شناسایی سیگنال‌های متناقض و جلوگیری از این دست حملات، خوانش‌های لمسی با داده‌های دیگر مانند جریان موتور (Motor Current)، گشتاور مفصل (Joint Torque) و میزان حرکت تطبیق داده شوند تا هرگونه ناهماهنگی در گزارش‌های سنسور شناسایی گردد.
