Lo show televisivo " Star Trek : The Next Generation" ha introdotto milioni di persone all'idea di un ponte ologrammi: una proiezione olografica 3D coinvolgente e realistica di un ambiente completo con cui è possibile interagire e persino toccare.
Nel 21° secolo, gli ologrammi vengono già utilizzati in una varietà di modi come i sistemi medici, l'istruzione, l'arte, la sicurezza e la difesa. Gli scienziati stanno ancora sviluppando modi per utilizzare laser, moderni processori digitali e tecnologie di rilevamento del movimento per creare diversi tipi di ologrammi che potrebbero cambiare il modo in cui interagiamo.
I miei colleghi e io che lavoriamo nel gruppo di ricerca sull'elettronica flessibile e sulle tecnologie di rilevamento dell'Università di Glasgow abbiamo ora sviluppato un sistema di ologrammi di persone che utilizzano "aeroaptici", creando sensazioni di contatto con getti d'aria. Questi getti d'aria danno una sensazione tattile sulle dita, sulle mani e sui polsi delle persone.
Col tempo, questo potrebbe essere sviluppato per permetterti di incontrare un avatar virtuale di un collega dall'altra parte del mondo e sentire davvero la loro stretta di mano. Potrebbero anche essere i primi passi verso la costruzione di qualcosa come un ponte ologrammi.
Per creare questa sensazione tattile, utilizziamo parti economiche e disponibili in commercio per abbinare la grafica generata al computer a getti d'aria accuratamente diretti e controllati.
In un certo senso, è un passo oltre l'attuale generazione di realtà virtuale, che di solito richiede un visore per fornire grafica 3D e guanti intelligenti o controller palmari per fornire un feedback tattile, una stimolazione che sembra quasi tattile. La maggior parte degli approcci basati su gadget indossabili si limita al controllo dell'oggetto virtuale che viene visualizzato.
Controllare un oggetto virtuale non dà la sensazione che proveresti quando due persone si toccano. L'aggiunta di una sensazione tattile artificiale può fornire la dimensione aggiuntiva senza dover indossare guanti per sentire gli oggetti, e quindi si sente molto più naturale.
Utilizzo di vetro e specchi
La nostra ricerca utilizza una grafica che fornisce l'illusione di un'immagine virtuale 3D. È una variazione moderna di una tecnica di illusione del 19° secolo conosciuta come Pepper's Ghost , che ha entusiasmato gli spettatori del teatro vittoriano con visioni del soprannaturale sul palco.
Il sistema utilizza vetro e specchi per far sembrare che un'immagine bidimensionale si libra nello spazio senza la necessità di apparecchiature aggiuntive. E il nostro feedback tattile viene creato con nient'altro che aria.
Gli specchi che compongono il nostro sistema sono disposti a forma piramidale con un lato aperto. Gli utenti mettono le mani attraverso il lato aperto e interagiscono con oggetti generati dal computer che sembrano fluttuare nello spazio libero all'interno della piramide. Gli oggetti sono grafici creati e controllati da un programma software chiamato Unity Game Engine, che viene spesso utilizzato per creare oggetti e mondi 3D nei videogiochi.
Appena sotto la piramide c'è un sensore che traccia i movimenti delle mani e delle dita degli utenti e un unico ugello d'aria, che dirige i getti d'aria verso di loro per creare complesse sensazioni tattili. L'intero sistema è diretto da hardware elettronico programmato per controllare i movimenti degli ugelli. Abbiamo sviluppato un algoritmo che ha permesso all'ugello dell'aria di rispondere ai movimenti delle mani degli utenti con combinazioni appropriate di direzione e forza.
Uno dei modi in cui abbiamo dimostrato le capacità del sistema "aeroaptico" è con una proiezione interattiva di un pallone da basket, che può essere toccato, fatto rotolare e fatto rimbalzare in modo convincente. Anche il feedback tattile dei getti d'aria del sistema è modulato in base alla superficie virtuale del basket, consentendo agli utenti di sentire la forma arrotondata della palla mentre rotola dalla punta delle dita quando la rimbalzano e lo schiaffo nel palmo quando ritorna .
Gli utenti possono persino spingere la pallina virtuale con forza variabile e percepire la differenza risultante nel modo in cui un rimbalzo duro o un rimbalzo morbido si sente nel palmo della mano. Anche qualcosa di apparentemente semplice come far rimbalzare una palla da basket ci ha richiesto di lavorare sodo per modellare la fisica dell'azione e come potessimo replicare quella sensazione familiare con getti d'aria.
Profumi del futuro
Anche se non ci aspettiamo di offrire un'esperienza completa del ponte ologrammi di Star Trek nel prossimo futuro, stiamo già andando coraggiosamente in nuove direzioni per aggiungere funzioni aggiuntive al sistema. Presto, prevediamo di essere in grado di modificare la temperatura del flusso d'aria per consentire agli utenti di sentire le superfici calde o fredde. Stiamo anche esplorando la possibilità di aggiungere profumi al flusso d'aria, approfondendo l'illusione degli oggetti virtuali consentendo agli utenti di annusarli e toccarli.
Man mano che il sistema si espande e si sviluppa, ci aspettiamo che possa trovare impiego in un'ampia gamma di settori. Offrire esperienze di videogiochi più coinvolgenti senza dover indossare apparecchiature ingombranti è ovvio, ma potrebbe anche consentire anche teleconferenze più convincenti. Potresti anche aggiungere componenti a un circuito virtuale a turno mentre collabori a un progetto.
Potrebbe anche aiutare i medici a collaborare sui trattamenti per i pazienti e far sentire i pazienti più coinvolti e informati nel processo. I medici potrebbero visualizzare, sentire e discutere le caratteristiche delle cellule tumorali e mostrare ai pazienti i piani per una procedura medica.
Ravinder Dahiya è professore di elettronica e nanoingegneria all'Università di Glasgow . L'articolo di Dahiya è stato ripubblicato da The Conversation con una licenza Creative Commons. Potete trovare l' articolo originale qui .
