Wissenschaft

Wir sind den Star Trek-Hologrammen näher denn je.

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Hologramme zum Anfassen und Fühlen

Zuletzt haben MIT-Forscher eine neue Art der Generierung entwickelt

Hologramme mit nahezu Echtzeittreue

, unter Verwendung einer lernbasierten Methode mit extrem hoher Effizienz. Effizienz ist der Schlüssel zu dieser Entdeckung, da sein neues neuronales Netzsystem es ermöglicht, Hologramme auf einem Laptop und möglicherweise sogar einem neueren Smartphone auszuführen.Forscher haben lange Zeit daran gearbeitet, brauchbare computergenerierte Hologramme zu erstellen, aber die meisten Modelle verlangten einen Supercomputer, der sich durch die Physiksimulationen schlängelt. Dies dauert viel Zeit und produziert normalerweise Hologramme von enttäuschender Wiedergabetreue. Also die MIT-Forscher"Die Arbeit konzentrierte sich auf die Überwindung dieser Hindernisse. "Zuvor dachten die Leute, dass es mit der vorhandenen Hardware für Verbraucher unmöglich sei, 3D-Holographie-Berechnungen in Echtzeit durchzuführen", sagte der Hauptautor der Studie, Liang Shi, der auch Doktorand an der MIT-Abteilung istder Elektrotechnik und Informatik EECS, in ein MIT-Blogpost

. "Es wird oft gesagt, dass es in 10 Jahren kommerziell erhältliche holografische Displays geben wird, aber diese Aussage gibt es schon seit Jahrzehnten."Shi glaubt, dass die neue Methode namens "Tensor-Holographie" das Versprechen von Hologrammen in naher Zukunft endlich Früchte tragen wird. Wenn der neue Ansatz der Forscher funktioniert, könnte der Fortschritt eine technologische Revolution in Bereichen wie 3D-Druck und VR auslösen.Und es hat lange gedauert. Im Jahr 2019 haben Wissenschaftler ein "taktiles Hologramm", das Menschen sehen und hören können

. Das als Multimodel Acoustic Trap Display MATD bezeichnete System verwendet einen LED-Projektor, eine Schaumstoffperle und ein Lautsprecherarray. Die Lautsprecher emittieren Wellen in Ultraschallpegeln, die die Perle in der Luft halten und schnell genug bewegen moveso aussehen, als ob es sich bewegt und Licht vom Projektor reflektiert. Menschen können es nicht hören, aber die mechanische Bewegung der Perle kann erfasst und fokussiert werden, um das menschliche Ohr für Audio zu stimulieren, "oder Ihre Haut zu stimulieren, Inhalte zu fühlen".erklärte Martinez Plasencia, Mitbegründer des MATD und Forscher für 3D-Benutzeroberflächen an der University of Sussex, in ein Blogbeitrag der University of Sussex . WerbungBei der herkömmlichen, objektivbasierten Fotografie wird die Helligkeit jeder Lichtwelle kodiert, wodurch ein Foto eine hohe Farbtreue der Farben einer Szene liefert, aber dies gibt uns nur ein flaches 2D-Bild. Im Gegensatz dazu kodieren Hologrammedie Helligkeit und die Phase jeder Lichtwelle, was eine genauere Darstellung der Tiefe und Parallaxe einer Szene liefert. Zum Beispiel könnte ein Hologramm Monets "Seerosen" in eine einzigartige 3D-Textur verwandeln, die jeden plüschigen Pinselstrich einfängt, anstattHervorheben der Farbpalette des Kunstwerks. Dies mag zwar beeindruckend klingen, aber es ist enorm schwierig, Hologramme zu erstellen und zu teilen.

Hologramme können Lebewesen aus gefährlichen Rollen entfernen

Um den zeitaufwendigen Prozess der Eingabe fortgeschrittener Physik zu überwinden, entschied sich Shis Team der neueren Studie, den Computer die Physik selbst beibringen zu lassen. Sie beschleunigten die computergenerierte Holographie mit Deep-Learning-KI drastisch und entwickelten ihre eigene.

konvolutionelles neuronales Netz

. Neuronale Netze verwenden eine Kette trainierbarer Tensoren, um die Art und Weise nachzuahmen, wie Menschen visuelle Informationen wahrnehmen, und dies erfordert normalerweise einen großen, qualitativ hochwertigen Datensatz. Und die Forscher bauten ihre eigene Datenbank mit 4.000 Paaren computergenerierter Bilder – wobeijedes Paar mit einem Bild, entsprechend den Tiefen- und Farbinformationen auf jedem Pixel, mit einem Partnerhologramm. Unterschiedliche und komplexe Formen und Farben wurden verwendet, wobei Pixel gleichmäßig zwischen Vorder- und Hintergrund verteilt wurden. Okklusion wurde mit physikbasierten Berechnungen überwunden. MitAll dies hat der Algorithmus großen Erfolg gehabt und Hologramme um Größenordnungen schneller erstellt als physikbasierte Berechnungen. Werbung"Wir sind erstaunt, wie gut es funktioniert", sagte Matusik in dem Blogbeitrag. Nach nur Millisekunden generierte die Tensorholographie erfolgreich Hologramme aus Bildern mit Tiefeninformationen. Diese wurden aus Bildern gezogen, die mit Tiefeninformationen codiert wurden, die von einem herkömmlichen Computer erzeugt wurden-Generierte Bilder können Ingenieure mit rechnen

ein Multikamera- oder LiDAR-Sensor

neuere Smartphones haben diese bereits. Dies ist eine unglaubliche Entwicklung, nicht zuletzt deshalb, weil das neue holografische 3D-System weniger als 1 MB Speicher benötigt, um sein kompaktes Tensornetzwerk zu betreibenGigabyte auf dem neuesten Handy verfügbar."Mit anderen Worten, wir sind sehr nahe daran, High-Fidelity-Hologramme in die Hände gewöhnlicher Marktprodukte zu geben, was sich für das menschliche Auge wie Echtzeit anfühlt. VR und 3D-Druck stehen vor einem großen Upgrade, und daskönnte grenzenlose Bewerbungen haben. Im Februar kündigte eine in Deutschland ansässige Zirkustruppe namens Circus Roncalli dies an. verwenden Sie holographische Technologie, um seine Tiere zu ersetzen

, wodurch die Möglichkeit des Tiermissbrauchs beseitigt wird. Schließlich könnten Hologramme nicht nur als möglicher Ersatz für Unterhaltung dienen, sondern auch für "ohne Bedingungen verbundene" Beziehungen zwischen Menschen und Hologrammen. Die Zukunft ist seltsam, und Hologramme werden wahrscheinlich immer mehr an Bedeutung gewinnenzentrale Bühne darin. Werbung Folgen Sie uns auf

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