دانشمندان هولوگرام‌های قابل لمس می‌سازند

سریال پیشتازان فضا: نسل آینده، میلیون‌ها انسان را با ایده‌ی هولودک یا عرشه‌ی هولوگرامی آشنا کرد: نگاشت سه‌بعدی هولوگرامی واقع‌گرایانه و شناور از محیطی کامل که بتوان با آن تعامل کرد. در قرن بیست و یک هولوگرام‌ها در زمینه‌های مختلفی مثل سیستم‌های پزشکی، آموزش، هنر، امنیت و دفاع کاربرد دارند. دانشمندان هنوز هم به دنبال توسعه‌ی روش‌هایی برای استفاده از لیزر، پردازنده‌های دیجیتالی مدرن و فناوری‌های ادراک حرکتی هستند تا بتوانند انواع مختلفی از هولوگرام‌ها را تولید کنند که روش تعامل را تغییر می‌دهند.

راویندر داهیا، استاد الکترونیک و مهندسی نانو از دانشگاه گلاسگو با همکاران خود در حال کار روی قطعات الکترونیکی انعطاف‌پذیر هستند و گروه پژوهشی فناوری‌های ادراکی هم در حال کار روی سیستمی از هولوگرام‌های انسانی هستند سیستمی از هولوگرام‌های انسانی را با فناوری هوایی لمسی یا ایروهاپتیک (aerohaptic) می‌سازند که احساس لمس با جریان‌های هوا را منتقل می‌کنند. این جریان‌های هوا حس لامسه را روی انگشت، دست‌ها و مچ به وجود می‌آورند.

برای مثال می‌توانید آواتاری مجازی از همکار خود در آن سوی دنیا را ببینید و با او دست بدهید. این تجربه می‌تواند اولین گام‌ها به سمت ساختمانی مثل هولودک باشد. برای ایجاد حس لامسه از قطعات مقرون‌به صرفه برای اتصال گرافیک کامپیوتری به جت‌های کنترلی هوا استفاده می‌شود. ساخت هولوگرام قابل لمس گامی فراتر از نسل فعلی واقعیت مجازی است که برای انتقال گرافیک سه‌بعدی و تحریک حس لامسه تنها به یک هدست، دستکش هوشمند یا کنترل‌کننده‌های دستی نیاز دارد. اغلب روش‌های مبتنی بر گجت‌های پوشیدنی محدود به کنترل شیء مجازی قابل نمایش هستند.

کنترل یک شیء مجازی حسی مانند دست دادن واقعی را منتقل نمی‌کند؛ اما با اضافه کردن ادراک لمسی مصنوعی می‌تواند بعد دیگری به آن بخشید به‌طوری‌که نیاز به پوشیدن دستکش نباشد و حس لمس طبیعی‌تر باشد.

کاربر تنها با لمس یک دکمه می‌تواند فشار ناشی از لمس را حس کند

پژوهشگرها از گرافیکی استفاده می‌کنند که نمایشی از تصویر مجازی سه‌بعدی را ارائه می‌دهد. این گرافیک نمونه‌ی مدرنی از تکنیک فریب قرن نوزدهم معروف به روح پپر است که تماشاگرهای ویکتوریایی را با ایجاد تصاویری فراواقعی تحت تأثیر قرار می‌داد.

سیستم‌ها از آینه و شیشه برای شناور شدن تصاویر دوبعدی در فضا بدون نیاز به تجهیزات اضافه استفاده می‌کنند. بازخورد لمسی هم با هوا ایجاد می‌شود. آینه‌ها سیستمی هرمی را می‌سازند که یک سمت آن باز است. کاربرها دست خود را روی سمت باز قرار می‌دهند و با اشیای کامپیوتری که روی فضای شناور داخل هرم ظاهر می‌شوند ارتباط برقرار می‌کنند.

زیر هرم یک سنسور برای ردیابی حرکت دست و انگشت کاربران قرار دارد. یک لوله‌ی هوا هم برای هدایت جریان‌های هوا به سمت انگشت‌ها و ایجاد حس لامسه وجود دارد. سیستم کلی با سخت‌افزار الکترونیکی هدایت می‌شود که برای کنترل حرکت‌های لوله‌ی هوا برنامه‌نویسی شده است. دانشمندان الگوریتمی را برای واکنش لوله‌ی هوا به حرکت دست کاربرها توسعه داند که نیرو و جهت را با یکدیگر ترکیب می‌کند.

یکی از روش‌های نمایش قابلیت‌های سیستم ایروهاپتیک استفاده از نگاشت تعاملی یک توپ بسکتبال است که در صورت لمس نوسان می‌کند. بازخورد لمسی جریان‌های هوای سیستم هم بر اساس صفحه‌ی مجازی توپ بسکتبال تنظیم می‌شود و به کاربرها اجازه می‌دهد شکل مدور توپ و غلطتیدن آن از نوک انگشتان و برگشت به کف دست را احساس کنند. کاربرها همچنین می‌توانند توپی مجازی را با نیروهای مختلف هل دهند و نتیجه را بر اساس تفاوت شدت برخوردی احساس کنند. حتی مدلسازی فیزیکی شیء ساده‌ای مثل توپ بسکتبال نیاز به ساعت‌های کار سخت دارد.

با اینکه هنوز برای تجربه‌ی هولودک پیشتازان فضا در آینده‌ی نزدیک زود است، می‌توان گفت دانشمندان جسورانه در مسیرهای جدیدی قدم برمی‌دارند تا بتوانند قابلیت‌های جدیدتری را به سیستم هولوگرامی اضافه کنند. به‌زودی می‌توان دمای جریان هوا را هم تغییر داد تا به این صورت کاربرها داغ یا سرد بودن سطوح را احساس کنند. همچنین می‌توان بوهایی را به جریان هوا اضافه کرد تا توهم بصری اشیای مجازی را افزایش دهند.

سیستم هولوگرامی قابل لمس همچنین به پزشکان در درمان بیمارها کمک می‌کند و باعث می‌شود بیمار آگاهی بیشتری از فرایند درمان پیدا کند. پزشک‌ها می‌توانند با این فناوری ویژگی‌های تومورهای سلولی را ببینند، حس و توصیف کنند و برنامه‌ی عمل‌های جراحی را به بیماران نشان دهند.