Construyendo los cimientos de hardware del metaverso

El metaverso se ha convertido en una palabra de moda en círculos tecnológicos, especialmente tras anuncios de alto perfil de empresas como Meta (antes Facebook) y Nvidia. Sin embargo, ¿qué significa realmente el término, qué obstáculos de hardware deben superarse y qué tecnologías ya están en camino a la realización? La firma analista IDTechEx diseccionó recientemente dominios clave de hardware —pantallas, sensores de imagen, óptica, háptica, AR/VR— y destilamos ese análisis aquí.

En su núcleo, el metaverso visualiza mundos virtuales que coexisten sin fisuras con el mundo físico, permitiendo interacciones inmersivas que reformulan nuestro sentido de presencia. Mientras el software se acerca a la madurez, el hardware aún enfrenta obstáculos significativos.

Sin el hardware adecuado, el metaverso sigue siendo un concepto visionario. Las interacciones actuales aún dependerán de teléfonos y laptops, pero estos dispositivos pronto se volverán legacy. La inmersión total demanda headsets VR dedicados, y la verdadera integración de entornos digitales y físicos requiere gafas AR.

La aceptabilidad social es la prueba de fuego para hardware AR/VR. Incluso con presupuestos de I+D de miles de millones, gafas AR genuinas que sean elegantes y ofrezcan visuales nivel IMAX aún están a años de distancia. Meta presentó su concepto de gafas AR junto a su rebrand, admitiendo que la tecnología no está cerca de viabilidad. Algunos headsets VR son tan voluminosos que parecen robots futuristas; solo modelos premium comienzan a difuminar la línea entre virtual y real.

La visión a largo plazo es un dispositivo ligero, cómodo, que pueda usarse todo el día, cambiando fluidamente entre AR y VR mientras permite interacción natural con otros usuarios. El viaje de hardware hacia ese dispositivo está lleno de progreso emocionante pero también desafíos complejos.

Pantallas MicroLED: un avance crucial

Colocar una pantalla directamente frente al ojo expone huecos entre píxeles —conocidos como efecto screen-door. La regla general es 60 píxeles por grado (ppd) de campo de visión para lograr una apariencia realista, impulsando requisitos de resolución extremadamente altos. La óptica también debe enfocar y dimensionar la imagen correctamente. En AR, ópticas ineficientes requieren niveles de brillo en millones de nits; para contexto, el iPhone 13 Pro Max alcanza 1.200 nits.

La tecnología MicroLED ofrece varias ventajas para AR y VR: evita burn-in de OLED, puede alcanzar brillo extraordinario (el panel AR de JadeBird supera 3 millones de nits), y soporta pitches de píxel ultra-pequeños. Los nanoLED de Mojo Vision reclaman un pitch sub-píxel de 900 nm, lo suficientemente pequeño para una pantalla de tamaño de lente de contacto.

Quedan desafíos. Los MicroLEDs luchan con fidelidad de color completo porque los emisores azules son mucho más eficientes que rojos y verdes. La conversión de color por puntos cuánticos es la solución preferida de la industria, convirtiendo luz azul en los otros colores. Aunque esta técnica puede imprimirse por inyección de tinta o patrón litográfico, persisten preocupaciones sobre durabilidad a largo plazo bajo brillo extremo y el uso de metales pesados. Una hoja de ruta detallada para comercialización de microLED puede encontrarse en nuestro informe completo.

El campo de batalla principal para óptica AR es el combinador: una lente transparente que superpone imágenes proyectadas. Las empresas compiten por superior precisión de color, el campo de visión más amplio y el eye-box más grande para entregar experiencias visuales convincentes para cada usuario.

Líderes de la industria ahora ven guías de onda de relieve superficial como el camino a seguir. En mayo, Snap adquirió WaveOptics, y en noviembre, Samsung Electronics invirtió 500 millones de dólares en Digilens, pionero en guías de onda fabless. La guía de onda TREX de Digilens puede duplicar efectivamente la resolución de pantalla, ayudando a cumplir el benchmark de 60 ppd. Para un análisis más profundo de óptica AR, VR y MR, consulte nuestro informe dedicado.

Seguimiento ocular: optimizando resolución donde importa

Cubrir un campo de visión horizontal de 135° a 60 ppd sería prohibitivo. Afortunadamente, la agudeza visual alcanza su pico en el centro de la mirada; el seguimiento ocular permite asignar alta resolución solo donde el usuario mira, reduciendo demandas en otras áreas.

Iteraciones futuras podrían incluso proyectar imágenes directamente sobre la retina usando escaneo de haz láser, evitando combinadores y acomodando usuarios de gafas —siempre que los consumidores acepten la tecnología.

Diseños emergentes de sensores de imagen —como visión basada en eventos— agilizan el procesamiento registrando eventos de movimiento en lugar de fotogramas completos. Sensores impresos permiten eye-trackers más delgados; Meta Materials Inc. (no relacionado con Meta) ya integra micro-cámaras en superficies de lentes, una estrategia que se integrará con ópticas de combinador a medida que el campo madure.

Háptica: añadiendo una dimensión táctil

Incluso el hardware visual más avanzado está incompleto sin retroalimentación táctil realista. En noviembre de 2021, Reality Labs de Meta presentó un prototipo de guante háptico, con canales microfluidos que entregan retroalimentación localizada a lo largo de la mano. Aunque el diseño comparte similitudes con HaptX, la posición de propiedad intelectual de Meta es sólida y ejemplifica el impulso de la industria hacia inmersión multisensorial, según IDTechEx.

Las cámaras de tiempo de vuelo han emergido como sensor clave para seguimiento de mano, eliminando la necesidad de controladores tradicionales. El interés prolongado de Apple en AR/VR ha sido confirmado recientemente cuando LG Innotek suministró tales cámaras para un headset 2022, señalando la inminente ubicuidad de la tecnología.

En conclusión, el metaverso ya está emergiendo en formas limitadas. Aunque la montaña de hardware permanece empinada, el progreso es constante, y la perspectiva de elegantes gafas AR de calidad IMAX reemplazando smartphones es cada vez más realista.