El programa de televisión ” Star Trek : The Next Generation” introdujo a millones de personas a la idea de una holocubierta: una proyección holográfica 3D inmersiva y realista de un entorno completo con el que se podía interactuar e incluso tocar.
En el siglo XXI, los hologramas ya se utilizan de diversas formas , como sistemas médicos, educación, arte, seguridad y defensa. Los científicos todavía están desarrollando formas de usar láseres, procesadores digitales modernos y tecnologías de detección de movimiento para crear varios tipos diferentes de hologramas que podrían cambiar la forma en que interactuamos.
Mis colegas y yo que trabajamos en el grupo de investigación de tecnologías de detección y electrónica flexible de la Universidad de Glasgow hemos desarrollado un sistema de hologramas de personas que utilizan “aerohaptics”, creando sensaciones de contacto con chorros de aire. Esos chorros de aire brindan una sensación de tacto en los dedos, las manos y las muñecas de las personas.
Con el tiempo, esto podría desarrollarse para permitirle conocer al avatar virtual de un colega al otro lado del mundo y sentir realmente su apretón de manos. Incluso podrían ser los primeros pasos para construir algo parecido a una holocubierta.
Para crear esta sensación de tacto, utilizamos piezas asequibles comercialmente disponibles para combinar gráficos generados por computadora con chorros de aire cuidadosamente dirigidos y controlados.
De alguna manera, es un paso más allá de la generación actual de realidad virtual, que generalmente requiere un auricular para entregar gráficos en 3-D y guantes inteligentes o controladores de mano para proporcionar retroalimentación háptica, una estimulación que se siente como un tacto. La mayoría de los enfoques basados en dispositivos portátiles se limitan a controlar el objeto virtual que se muestra.
Controlar un objeto virtual no da la sensación que experimentarías cuando dos personas se tocan. La adición de una sensación de tacto artificial puede brindar una dimensión adicional sin tener que usar guantes para sentir los objetos y, por lo tanto, se siente mucho más natural.
Usar vidrios y espejos
Nuestra investigación utiliza gráficos que proporcionan la ilusión de una imagen virtual en 3-D. Es una variación moderna de una técnica de ilusión del siglo XIX conocida como Pepper’s Ghost , que emocionó a los espectadores victorianos con visiones de lo sobrenatural en el escenario.
El sistema utiliza vidrio y espejos para hacer que una imagen bidimensional parezca flotar en el espacio sin la necesidad de ningún equipo adicional. Y nuestra retroalimentación háptica se crea con nada más que aire.
Los espejos que componen nuestro sistema están dispuestos en forma de pirámide con un lado abierto. Los usuarios ponen sus manos por el lado abierto e interactúan con objetos generados por computadora que parecen estar flotando en el espacio libre dentro de la pirámide. Los objetos son gráficos creados y controlados por un programa de software llamado Unity Game Engine, que a menudo se usa para crear objetos y mundos 3-D en videojuegos.
Ubicado justo debajo de la pirámide hay un sensor que rastrea los movimientos de las manos y los dedos de los usuarios, y una sola boquilla de aire, que dirige chorros de aire hacia ellos para crear complejas sensaciones de tacto. El sistema general está dirigido por hardware electrónico programado para controlar los movimientos de la boquilla. Desarrollamos un algoritmo que permitió que la boquilla de aire respondiera a los movimientos de las manos de los usuarios con combinaciones apropiadas de dirección y fuerza.
Una de las formas en que hemos demostrado las capacidades del sistema “aerohaptic” es con una proyección interactiva de una pelota de baloncesto, que se puede tocar, rodar y rebotar de manera convincente. La retroalimentación táctil de los chorros de aire del sistema también se modula en función de la superficie virtual de la pelota de baloncesto, lo que permite a los usuarios sentir la forma redondeada de la pelota cuando rueda desde la punta de los dedos cuando la rebotan y la palmada en la palma cuando regresa. .
Los usuarios pueden incluso empujar la pelota virtual con fuerza variable y sentir la diferencia resultante en cómo se siente un rebote fuerte o un rebote suave en la palma de la mano. Incluso algo aparentemente tan simple como hacer rebotar una pelota de baloncesto requería que trabajáramos duro para modelar la física de la acción y cómo podríamos replicar esa sensación familiar con chorros de aire.
Olores del futuro
Si bien no esperamos ofrecer una experiencia completa de holocubierta de Star Trek en un futuro cercano, ya estamos yendo audazmente en nuevas direcciones para agregar funciones adicionales al sistema. Pronto, esperamos poder modificar la temperatura del flujo de aire para permitir que los usuarios sientan superficies calientes o frías. También estamos explorando la posibilidad de agregar aromas al flujo de aire, profundizando la ilusión de los objetos virtuales al permitir a los usuarios olerlos y tocarlos.
A medida que el sistema se expanda y se desarrolle, esperamos que pueda encontrar usos en una amplia gama de sectores. Ofrecer experiencias de videojuegos más absorbentes sin tener que usar equipos engorrosos es algo obvio, pero también podría permitir una teleconferencia más convincente. Incluso podría turnarse para agregar componentes a una placa de circuito virtual mientras colabora en un proyecto.
También podría ayudar a los médicos a colaborar en los tratamientos para los pacientes y hacer que los pacientes se sientan más involucrados e informados en el proceso. Los médicos pueden ver, sentir y discutir las características de las células tumorales y mostrar a los pacientes planes para un procedimiento médico.