Πανεπιστήμιο της Γλασκώβης: «Δημιουργούμε ολογράμματα που μπορούμε να αγγίξουμε και να νιώσουμε επαφή»

Στον 21ο αιώνα, τα ολογράμματα χρησιμοποιούνται ήδη με ποικίλους τρόπους, όπως στα ιατρικά συστήματα, στην εκπαίδευση, στη τέχνη, στην ασφάλεια και στην άμυνα.

Η τηλεοπτική εκπομπή Star Trek: The Next Generation εισήγαγε εκατομμύρια ανθρώπους στην ιδέα του ολογραφικού συστήματος: μια καθηλωτική, ρεαλιστική τρισδιάστατη ολογραφική προβολή ενός πλήρους περιβάλλοντος με το οποίο θα μπορούσαμε τόσο να αλληλεπιδρούμε όσο και να το αγγίζουμε.

Στον 21ο αιώνα, τα ολογράμματα χρησιμοποιούνται ήδη με ποικίλους τρόπους, όπως στα ιατρικά συστήματα, στην εκπαίδευση, στη τέχνη, στην ασφάλεια και στην άμυνα. Οι επιστήμονες εξακολουθούν να αναπτύσσουν τρόπους χρήσης λέιζερ, σύγχρονων ψηφιακών επεξεργαστών και τεχνολογιών ανίχνευσης κίνησης για τη δημιουργία πολλών διαφορετικών τύπων ολογραμμάτων που θα μπορούσαν να αλλάξουν τον τρόπο με τον οποίο αλληλεπιδρούμε.

Ερευνητές από το Πανεπιστήμιο της Γλασκόβης αναπτύσσουν ένα σύστημα ολογραμμάτων ανθρώπων με τη χρήση της «αεροαπτικής», δημιουργώντας την αίσθηση της αφής με πίδακες αέρα. Αυτοί οι πίδακες αέρα παρέχουν μια αίσθηση αφής στα δάχτυλα, τα χέρια και τους καρπούς των ανθρώπων.

Με την πάροδο του χρόνου, αυτό θα μπορούσε να εξελιχθεί ώστε να μας επιτρέπει να συναντάμε ένα εικονικό είδωλο ενός συναδέλφου μας στην άλλη άκρη του κόσμου και να αισθανόμαστε πραγματικά τη χειραψία του. Θα μπορούσε ακόμη και να είναι τα πρώτα βήματα προς την κατασκευή κάτι που μοιάζει με εικονικό χώρο εργασίας.

Για να δημιουργήσουμε αυτή την αίσθηση αφής χρησιμοποιούμε οικονομικά, εμπορικά διαθέσιμα εξαρτήματα για να συνδυάσουμε γραφικά που δημιουργούνται από υπολογιστή με προσεκτικά κατευθυνόμενους και ελεγχόμενους πίδακες αέρα.

Κατά κάποιο τρόπο, είναι ένα βήμα πέρα από την τρέχουσα γενιά εικονικής πραγματικότητας, η οποία συνήθως απαιτεί ένα σετ γυαλιών και ακουστικών για να παρέχει τρισδιάστατα γραφικά και έξυπνα γάντια ή φορητά χειριστήρια για να παρέχει απτική ανατροφοδότηση, μια διέγερση που μοιάζει με την αφή. Οι περισσότερες από τις προσεγγίσεις που βασίζονται σε φορητά gadgets περιορίζονται στον έλεγχο του εικονικού αντικειμένου που προβάλλεται.

Ο έλεγχος ενός εικονικού αντικειμένου δεν δίνει την αίσθηση που θα βιώναμε όταν δύο άνθρωποι αγγίζονται. Η προσθήκη μιας τεχνητής αίσθησης αφής μπορεί να προσφέρει την πρόσθετη διάσταση χωρίς να χρειάζεται να φοράμε γάντια για να αισθανόμαστε τα αντικείμενα και έτσι η εμπειρία είναι πιο φυσική.

Χρήση γυαλιού και καθρεφτών

Οι ερευνητές από το Πανεπιστήμιο της Γλασκόβης χρησιμοποιούν γραφικά που παρέχουν την ψευδαίσθηση μιας τρισδιάστατης εικονικής εικόνας. Πρόκειται για μια σύγχρονη παραλλαγή μιας τεχνικής ψευδαίσθησης του 19ου αιώνα, γνωστής ως Pepper’s Ghost, η οποία ενθουσίαζε τους θεατρόφιλους της Βικτωριανής εποχής με οράματα του υπερφυσικού επί σκηνής.

Τα συστήματα χρησιμοποιούν γυαλί και καθρέφτες για να κάνουν μια δισδιάστατη εικόνα να φαίνεται να αιωρείται στο χώρο χωρίς να χρειάζεται πρόσθετος εξοπλισμός. Και η απτική αίσθηση δημιουργείται μόνο με αέρα.

Οι καθρέφτες που απαρτίζουν το σύστημα είναι τοποθετημένοι σε σχήμα πυραμίδας με μία ανοιχτή πλευρά. Οι χρήστες βάζουν τα χέρια τους μέσα από την ανοιχτή πλευρά και αλληλεπιδρούν με αντικείμενα που δημιουργούνται από υπολογιστή και τα οποία φαίνεται να αιωρούνται στον ελεύθερο χώρο μέσα στην πυραμίδα. Τα αντικείμενα είναι γραφικά που δημιουργούνται και ελέγχονται από ένα πρόγραμμα λογισμικού που ονομάζεται Unity Game Engine, το οποίο χρησιμοποιείται συχνά για τη δημιουργία τρισδιάστατων αντικειμένων και κόσμων σε βιντεοπαιχνίδια.

Ακριβώς κάτω από την πυραμίδα βρίσκεται ένας αισθητήρας που παρακολουθεί τις κινήσεις των χεριών και των δακτύλων των χρηστών, καθώς και ένα ενιαίο ακροφύσιο αέρα, το οποίο κατευθύνει πίδακες αέρα προς αυτούς για να δημιουργήσει σύνθετες αισθήσεις αφής. Το συνολικό σύστημα κατευθύνεται από ηλεκτρονικό υλικό προγραμματισμένο να ελέγχει τις κινήσεις των ακροφυσίων. Οι επιστήμονες ανέπτυξαν έναν αλγόριθμο που επιτρέπει στο ακροφύσιο αέρα να ανταποκρίνεται στις κινήσεις των χεριών των χρηστών με κατάλληλους συνδυασμούς κατεύθυνσης και δύναμης.

Ένας από τους τρόπους με τους οποίους δοκίμασαν τις δυνατότητες του «αεροαπτικού» συστήματος είναι με μια διαδραστική προβολή μιας μπάλας μπάσκετ, η οποία μπορεί να αγγιχτεί, να κυλήσει και να αναπηδήσει πειστικά. Η ανατροφοδότηση της αφής από τους πίδακες αέρα του συστήματος διαμορφώνεται επίσης με βάση την εικονική επιφάνεια της μπάλας μπάσκετ, επιτρέποντας στους χρήστες να αισθάνονται το στρογγυλεμένο σχήμα της μπάλας καθώς κυλά από τις άκρες των δακτύλων τους όταν την χτυπούν στο πάτωμα.

Οι χρήστες μπορούν ακόμη και να σπρώξουν την εικονική μπάλα με διαφορετική δύναμη και να αισθανθούν την προκύπτουσα διαφορά στο πώς γίνεται αισθητή στην παλάμη τους μια σκληρή ή μια μαλακή αναπήδηση. Ακόμα και για κάτι τόσο φαινομενικά απλό όσο το να χτυπάμε μια μπάλα μπάσκετ, απαιτήθηκε σκληρή δουλειά για να μοντελοποιήσουν τη φυσική της ενέργεια και κίνηση.

Καθώς το σύστημα επεκτείνεται και αναπτύσσεται, οι επιστήμονες προσδοκούν να μπορέσει να βρει χρήση σε ένα ευρύ φάσμα τομέων. Η παροχή πιο συναρπαστικών εμπειριών βιντεοπαιχνιδιών χωρίς να χρειάζεται να φορά κανείς δυσκίνητο εξοπλισμό είναι προφανής, αλλά θα μπορούσε επίσης να επιτρέψει πιο πειστικές τηλεδιασκέψεις. Θα μπορούσε επίσης να βοηθήσει τους κλινικούς γιατρούς να συνεργάζονται για τις θεραπείες των ασθενών.

Πηγή: theconversation.com/we-created-holograms-you-can-touch-you-could-soon-shake-a-virtual-colleagues-hand, https://enallaktikidrasi.com/2021/09/epistimones-dimiourgisan-ologrammata-mporoume-aggixoume/