Създадоха холограми, които могат да се докосват

Усещането за реално докосване скоро ще е част от холограмните образи
(снимка: CC0 Public Domain)

Поредицата „Стар Трек: Следващото поколение“ запозна милиони хора с идеята за холодека: реалистична 3D холографска проекция на цялостна среда, където човек може да взаимодейства с обкръжението и да докосва вещите. Сега учени са изобретили система, която превръща идеята в реалност.

Холограмите намират все повече приложения в ежедневието ни: те се използват в медицински системи, образование, изкуство, сигурност и отбрана. Но до момента визуалните образи си остават само и единствено визуални. Екип изследователи в сферата на гъвкавата електроника и сензорните технологии в Университета в Глазгоу е разработил система от холограми, използващи „аерохаптика“, създавайки усещане за допир чрез струи въздух. Тези струи въздух създават усещане за допир по пръстите, ръцете и китките на хората.

Технологията може да направи възможно да пипнем и стиснем ръката на колега, който се намира на другия край на света и с когото говорим виртуално – чувствайки досега и ръкостискането.

„За да създадем това усещане за докосване, ние използваме достъпни, налични в търговската мрежа части, за да съчетаем компютърно генерирани графики с внимателно насочени и прецизно контролирани струи въздух,“ обяснява Равиндер Дахия, професор по електроника и наноинженеринг в Университета в Глазгоу и ръководител на проекта, пред изданието „The Conversation”.

В някои отношения това е крачка отвъд сегашното поколение виртуална реалност, която изисква носенето на слушалки, очила и интелигентни ръкавици или ръчни контролери, за да осигури тактилна обратна връзка. Добавянето на усещане за докосване може да осигури допълнително измерение към холограмите, без да се налага да носим ръкавици, за да усетим допира с предметите.

Стъкла и огледала

Системите използват стъкла и огледала, за да накара двуизмерното изображение да витае в пространството, без да е необходимо допълнително оборудване. Тактилната обратна връзка пък се създава само с въздух.

Огледалата, съставляващи системата, са подредени в пирамидална форма – с една отворена страна. Потребителите прокарват ръце през отворената страна и взаимодействат с компютърно генерирани обекти, които сякаш плават в свободното пространство в пирамидата. Обектите са графики, създадени и контролирани от софтуерна програма, наречена Unity Game Engine, която често се използва за създаване на 3D обекти и светове във видеоигри.

Точно под пирамидата е разположен сензор, който проследява движенията на ръцете и пръстите на потребителите, и единична въздушна дюза, която насочва струи въздух към ръцете, за да създаде усещане за допир. Цялостната система се управлява от електроника, програмирана да контролира движението на дюзите. „Разработихме алгоритъм, който позволи на въздушната дюза да реагира на движенията на ръцете на потребителите с подходящи комбинации от посока и сила,“ казва проф. Дахия.

Първата демонстрация на възможностите на „аерохаптичната“ система е направена с интерактивна проекция на баскетболна топка, която може убедително да бъде докосвана, завъртана и подхвърляна. Усещането за докосване чрез въздушните струи от системата е модулирано въз основа на виртуалната повърхност на баскетболната топка, позволявайки на потребителите да усетят закръглената форма на топката, включително пляскането в дланта, когато се „подхвърля“ от едната към другата ръка.

Потребителите дори могат да натискат виртуалната топка с различна сила и да усетят разликата в това колко силно или леко отскача виртуалната топка към дланта им. „Дори нещо толкова очевидно просто като подскачането на баскетболна топка изискваше да работим усилено, за да моделираме физиката на действието и как можем да възпроизведем това познато усещане чрез въздушни струи“.

Мирис на бъдеще

Учените от Глазгоу казват, че все още е рано да очакваме пълноценно изживяване на холодека от Стар Трек, но екипът смело експериментира с нови посоки на развитие на функциите на системата. Очаква се скоро тя да може да модулира температурата на виртуалните обекти, така че да стане възможно потребителите да усещат горещи или студени повърхности. Проучва се и възможността за добавяне на аромати към въздушния поток.

С разширяването и развитието на системата се очаква тя да намери приложение в широк спектър от сектори. Осигуряването на по-реалистични преживявания във видеоигрите навярно ще е едно от първите приложения на „осезаемата“ холограма. По-убедителни могат да станат и телеконферентните връзки.