Ilmuwan Ungkap Hologram 3D yang Bisa Disentuh dan Didengar

• Peneliti demonstrasikan layar volumetrik levitasi menggunakan gelombang ultrason.
• Hologram menyediakan konten 3D visual, auditori, dan taktil.
• Ini menggunakan larik transmuter ultrason yang menghasilkan gelombang suara untuk melayang dan mengontrol titik polistiren kecil.

Tampilan holografik yang ada dapat menciptakan konten visual 3D tanpa memerlukan kacamata, tetapi mereka memiliki respons waktu dan kemampuan persistensi visi yang terbatas.

Sekarang, peneliti di University of Sussex dan Tokyo University of Science telah mengembangkan hologram 3D animasi yang menyediakan konten 3D visual, auditori, dan taktil.

Secara lebih spesifik, mereka telah demonstrasikan layar volumetrik levitasi menggunakan gelombang ultrason. Ini disebut tampilan jebakan akustik multimodal (MATD). Sistem ini menangkap partikel secara akustik dan menerimani dengan cahaya RGB untuk mengontrol warnanya.

Pengaturan

Pengaturan terdiri dari dua larik transmuter ultrason yang menghasilkan gelombang suara untuk melayang dan mengontrol titik polistiren kecil berukuran dua milimeter.

Untuk menyampaikan konten auditori dan taktil secara bersamaan, MATD menggunakan time multiplexing dengan jebakan sekunder, modulasi amplitudo, dan minimisasi fase.

Titik bergerak dengan kecepatan hingga 3,75 m/s dan 8,75 m/s dalam arah horizontal dan vertikal, masing-masing, menawarkan kemampuan manipulasi partikel yang lebih baik dari teknik holografik optik atau akustik yang ada.

Saat LED menyala cahaya merah, hijau, dan biru pada titik, ia melacak bentuk objek dalam tiga dimensi. Saat titik bergerak, LED yang berubah-ubah cepat membasuhi layar dengan cahaya untuk menghasilkan warna.

Karena titik bergerak dengan kecepatan yang lebih cepat dari yang dapat dilacak oleh mata manusia, penonton melihat bentuk tiga dimensi yang lengkap. Tidak ada ilusi optik yang terlibat (yang menipu otak untuk menerjemahkan objek 2D menjadi objek 3D).

Dan karena gambar holografik sebenarnya ada dalam ruang 3D, ia dapat dilihat dari semua sudut tanpa degradasi kualitas. Yang lebih penting, teknik ini tidak menyebabkan kelelahan mata.

Referensi: Nature | DOI:10.1038/s41586-019-1739-5

Selain menciptakan efek visual, transmuter juga membuat titik bergetar pada frekuensi yang menghasilkan gelombang suara. Getaran ini dapat disesuaikan untuk menciptakan gelombang suara di seluruh rentang pendengaran. Ini berarti titik yang bergerak dapat menghasilkan gambar wajah yang berbicara yang juga dapat berfungsi sebagai speaker kecil sehingga wajah itu juga berbicara.

Ini juga mungkin untuk membuat layar dapat disentuh dengan menciptakan gelombang suara ultrason. Sebagai contoh, sayap kupu-kupu yang berkelip dapat dirasakan jika penonton meletakkan tangan mereka cukup dekat dengan gambar holografik.

Kredit gambar: Nature

Prototipe yang dikembangkan dalam studi ini dapat menghasilkan gambar dalam kubus udara berukuran 10 sentimeter. Secara ringkas, ini mendekatkan kita pada tampilan volumetrik, menawarkan reproduksi sensorial penuh dari konten virtual.

Apa Selanjutnya?

Di masa depan yang dekat, transmuter yang lebih kuat dapat dibuat untuk menghasilkan animasi yang lebih besar dan menggunakan beberapa titik, meskipun akan sulit untuk mengoreograf penerangan beberapa titik sekaligus.

Baca: Alternatif Hologram yang Lebih Baik

Teknologi ini memungkinkan peningkatan dan modulasi amplitudo jebakan akustik pada frekuensi medan suara (40 kHz) dan membuka pintu baru untuk tampilan 3D multimodal. Ini juga menawarkan kesempatan untuk manipulasi materi non-kontak berkecepatan tinggi, dengan aplikasi dalam biomedis dan pembuatan komputasional.