Los científicos desarrollan hologramas que se pueden tocar y oír

• Los investigadores demuestran una pantalla volumétrica levitando utilizando ondas de ultrasonido.
• El holograma proporciona contenido 3D visual, audible y táctil.
• Utiliza conjuntos de transductores ultrasónicos que producen ondas sonoras para flotar y controlar una pequeña perla de poliestireno.

Las pantallas holográficas existentes pueden crear contenido visual en 3D sin la necesidad de gafas, pero tienen un tiempo de respuesta limitado y capacidades de persistencia de la visión.

Ahora, investigadores de la Universidad de Sussex y la Universidad de Ciencias de Tokio han desarrollado hologramas 3D animados que proporcionan no solo contenido 3D visual, sino también audible y táctil.

Más específicamente, han demostrado una pantalla volumétrica levitando utilizando ondas de ultrasonido. Se llama pantalla de trampa acústica multimodal (MATD). El sistema atrapa una partícula acústicamente y la ilumina con luz RGB para controlar su color.

La configuración

La configuración se compone de dos conjuntos de transductores ultrasónicos que producen ondas de sonido para flotar y controlar una pequeña perla de poliestireno de dos milímetros de ancho.

Para ofrecer contenido auditivo y táctil simultáneo, MATD utiliza multiplexación de tiempo con una trampa secundaria, modulación de amplitud y minimización de fase.

La perla se mueve a velocidades de hasta 3,75 m / sy 8,75 m / s en las direcciones horizontal y vertical, respectivamente, ofreciendo capacidades superiores de manipulación de partículas que las técnicas holográficas ópticas o acústicas existentes.

Cuando los LED brillan con luz roja, verde y azul en la cuenta, traza la forma de un objeto en tres dimensiones. A medida que la cuenta se mueve, un LED que cambia rápidamente baña la pantalla en luz para producir colores.

Dado que la cuenta se mueve a velocidades más rápidas de lo que el ojo humano puede seguir, los espectadores ven una forma tridimensional completa. No hay una ilusión óptica involucrada (que engaña al cerebro para que vea traducir un objeto 2D en un objeto 3D).

Y debido a que la imagen holográfica existe realmente en el espacio 3D, se puede ver desde todos los ángulos sin degradación de la calidad. Más importante aún, la técnica no causa fatiga visual.

Referencia:Naturaleza | DOI:10.1038 / s41586-019-1739-5

Además de crear un efecto visual, los transductores también hacen que la cuenta vibre a frecuencias que producen ondas sonoras. Estas vibraciones se pueden ajustar para crear ondas sonoras en todo el rango de audición. Esto significa que la cuenta en movimiento podría generar una imagen de una cara que habla que también podría funcionar como un pequeño orador para que la cara también hablara.

También es posible hacer que la pantalla sea táctil creando ondas de sonido ultrasónicas. El batir de alas de una mariposa, por ejemplo, se puede sentir si los espectadores acercan las manos lo suficiente a la imagen holográfica.

Crédito de la imagen:Naturaleza

El prototipo desarrollado en este estudio puede producir imágenes dentro de un cubo de aire de 10 centímetros de ancho. En resumen, nos acerca a las pantallas volumétricas, ofreciendo una reproducción sensorial completa del contenido virtual.

¿Qué sigue?

En un futuro cercano, se pueden fabricar transductores más potentes para generar animaciones más grandes y emplear múltiples cuentas, aunque será un desafío coreografiar la iluminación de varias cuentas a la vez.

Leer:Una mejor alternativa al holograma

La tecnología permite el posicionamiento y la modulación de amplitud de trampas acústicas a la frecuencia de campo de sonido (40 kHz) y abre nuevas puertas para pantallas 3D multimodales. También ofrece oportunidades para la manipulación de materia sin contacto a alta velocidad, con aplicaciones en biomedicina y fabricación computacional.