Wissenschaftler entwickeln ein sci-fi-ähnliches holografisches Display in Form einer intelligenten Brille
Jüngsten Forschungsergebnissen zufolge könnte die Verschmelzung von physischer und virtueller Realität bald möglich sein, um eine neue Welt der Wahrnehmung zu schaffen.
Wissenschaftler haben ein Gerät entwickelt, das eine gemischte Realitätserfahrung ermöglicht, bei der Menschen ihre physische Welt neben mit künstlicher Intelligenz und Hologrammen erzeugten virtuellen Objekten wahrnehmen können. Das ultimative Ziel der Forscher ist es, einen "visuellen Turing-Test " zu bestehen, bei dem der Benutzer nicht zwischen realen Objekten/Landschaften und den digital projizierten Objekten unterscheiden kann.
Grundlagen der Holografie
Die Holografie beruht auf der Aufspaltung eines Laserstrahls in zwei Strahlen, von denen einer mit einer Glasscheibe, einem Sensor oder einem anderen Medium (zur Aufzeichnung des Lichtverhaltens) in Wechselwirkung tritt, während der andere Lichtstrahl auf ein bestimmtes Objekt gerichtet wird. Wenn sich die beiden Strahlen auf dem Aufzeichnungsmedium wieder treffen, interagieren die Lichtwellen und erzeugen ein Interferenzmuster, das man als Fingerabdruck oder eindeutige Signatur des Verhaltens des Lichts beim Kontakt mit diesem bestimmten Objekt bezeichnen könnte. Dieser 3D-Fingerabdruck ist eine Aufzeichnung des realen Objekts, die in der Sprache des Lichts wiedergegeben wird.
Während herkömmliche Hologrammsysteme physikalische Lichtfelder in einem sperrigen, typischerweise zweidimensionalen Rahmen aufzeichnen und darstellen, bieten die Forschungen des Erstautors der vorliegenden Studie, Suyeon Choi, und seiner Kollegen einen bahnbrechenden Ansatz, bei dem KI-basierte Algorithmender computergenerierten Holografie (CGH) und Wellenleiteroptik kombiniert werden, um den Nutzern holografische Bilder in der kompakten Form von augenglasähnlichen Displays zu bieten. Von der strukturellen Optik bis hin zum linsenartigen Display misst der Prototyp eines intelligenten, augenglasähnlichen Geräts weniger als 3 mm, wodurch es leicht ist und stundenlang getragen werden kann.
Die SAWH-Methode des Forschers fügt mehrere holografische Bilder mit Hilfe von Techniken der synthetischen Apertur zusammen, wodurch die Bilder für den Träger klarer und tiefer werden. Einer der Hauptvorteile besteht darin, dass es eine sehr große Augenbox und ein breites Sichtfeld bietet, so dass die Nutzer mehr visuelle Informationen aufnehmen können und gleichzeitig die Authentizität und Tiefe der Bilder erhalten bleibt. Diese Methode verbessert das visuelle Erlebnis durch die Optimierung der optischen Leistung des Displays im Vergleich zu herkömmlichen holografischen oder stereoskopischen Systemen.
Nach weiterer Forschung und Entwicklung hofft das Team, das fertige Produkt vermarkten zu können. Wer weiß, vielleicht könnte diese leichtgewichtige Mixed-Reality-Technologie in Schulen eingesetzt werden, um das Lehren und Lernen zu unterstützen und Schülern und Studenten maßgeschneiderte Lernerfahrungen zu bieten. Allerdings wären Studien erforderlich, um die möglichen Auswirkungen der Technologie auf die kognitiven Funktionen und das psychische Wohlbefinden zu bewerten. Andere Anwendungen könnten sich auf Unterhaltung, wie Spiele, und Training erstrecken.
Quellenhinweis:
Synthetic aperture waveguide holography for compact mixed-reality displays with large étendue. Nature Photonics. July, 2025. Choi, S.; Jang, C.; Lanman, D., and Wetzstein, G.