Ученые создали голограммы, которые можно "потрогать"

Исследователи из Университета Глазго разработали систему тактильных голограмм на основе аэрогаптической технологии: воздушные струи, встроенные в систему, позволяют очень убедительно воспроизвести ощущение прикосновения. Команда надеется, что однажды эта техника будет использована для создания видеоигр с беспрецедентным эффектом погружения или для еще более эффективной дистанционной медицины.

Голограммы сегодня используются в различных областях: развлечения, образование, искусство, медицина, безопасность, оборона и т.д. Но на этот раз профессор Равиндер Дахия и его команда пошли дальше в использовании технологии, предложив голограммы, с которыми можно взаимодействовать. "Со временем это можно будет развить, чтобы позволить вам встретиться с виртуальным аватаром коллеги на другом конце света и фактически почувствовать его рукопожатие", — объяснил он в презентационном документе.

Как и сенсорные голограммы на основе ультразвука, ранее предложенные исследователями из Университета Сассекса, эта аэрогаптическая система не требует ручного контроллера или умных перчаток для создания ощущения прикосновения. Простое сопло, способное реагировать на движения руки, нагнетает воздух с соответствующей силой, чтобы воспроизвести ощущение прикосновения.

Техника, основанная на оптической иллюзии 19 века

Эта невероятная технология, названная Aerohaptics, напоминает голопалубы во вселенной Звёздный путь, которые генерируют целую интерактивную виртуальную среду вокруг персонажей. Технология, разработанная Дахия и его сотрудниками, не предлагает ничего подобного. Тем не менее, их интерактивная проекция баскетбольного мяча, по их мнению, особенно убедительна. Система сочетает технологию объемных дисплеев с точно управляемыми воздушными струями для создания ощущения прикосновения к рукам, пальцам и запястьям пользователей.

"Тактильная обратная связь от воздушных струй системы также модулируется в зависимости от виртуальной поверхности баскетбольного мяча, позволяя пользователям ощущать округлую форму мяча, когда он скатывается с кончиков их пальцев, когда они отбивают его, и когда они принимают его в свою ладонь, когда он возвращается", — объясняет исследователь. Система основана на псевдоголографическом дисплее, который использует стекло и зеркала для того, чтобы двухмерное изображение казалось парящим в пространстве - то, что исследователи описывают как современную вариацию оптической иллюзии 19 века, известной как "призрак Пеппера".

Зеркала, из которых состоит система, расположены в виде пирамиды, одна сторона которой открыта; пользователи просовывают руку в это отверстие и взаимодействуют с генерируемыми компьютером объектами, которые как бы парят в воздухе. Эти объекты представляют собой графику, созданную и управляемую программным обеспечением Unity Game Engine (часто используется для создания 3D-объектов и миров в видеоиграх).

Устройство подключает датчик Leap Motion, отвечающий за отслеживание движений руки, к движущемуся воздушному соплу, которое направляет поток воздуха на ладонь и пальцы в тех точках, где должен произойти контакт с виртуальным объектом, и с необходимой силой (в зависимости от предполагаемой интенсивности контакта). Затем пользователи могут "толкать" виртуальный мяч с разной силой и чувствовать изменение ощущения отскока в своей ладони. Следующий видеоролик, опубликованный исследовательской группой "Гнущаяся электроника и сенсорные технологии" Университета Глазго, иллюстрирует возможности устройства:

Видеть, трогать и ощущать виртуальные объекты

Хотя технологии тактильной обратной связи и объемных дисплеев значительно развились за последние годы, исследователи отмечают, что современные тактильные методы часто требуют использования портативных периферийных устройств (гарнитур, перчаток и т.д.), которые могут стать препятствием для внедрения этой технологии, поскольку они увеличивают стоимость. Предлагаемое здесь устройство позволяет обойтись без дополнительного оборудования, обеспечивая убедительное ощущение физического взаимодействия по низкой цене.

Но мы все еще далеко от голопалубы! По словам исследователей, для создания тактильной голограммы баскетбольного мяча уже потребовалась огромная и сложная работа по моделированию. Однако в ближайшем будущем нас ждет несколько улучшений: команда планирует добавить больше функций, например, управление температурой воздушного потока, чтобы создать ощущение взаимодействия с горячими или холодными предметами. Они также изучают возможность добавления ароматов в воздушный поток, чтобы создать еще более полную иллюзию и позволить пользователям чувствовать запах и прикосновения к виртуальным объектам.

Развернутая в больших масштабах, эта технология может стать основой для многих приложений. Она может произвести революцию не только в мире игр и развлечений, обеспечив более реальный пользовательский опыт, но и во многих других отраслях, предлагая передовые формы телеконференций. Это может быть полезно даже в медицине, позволяя хирургам обучать своих студентов тонким процедурам в виртуальном пространстве, или даже позволяя им управлять роботами для проведения реальных операций. "Мы с нетерпением ждем изучения возможностей по мере дальнейшего развития системы", — заключают исследователи.