Gli ingegneri britannici e giapponesi hanno creato un display volumetrico basato sulla levitazione acustica. Una piccola sfera è responsabile della visualizzazione dell'immagine al suo interno, che viene spostata lungo l'area di lavoro da emettitori di ultrasuoni e illuminata da un proiettore ad alta velocità. Inoltre, il dispositivo può riprodurre suoni, oltre a creare una risposta tattile quando l'utente porta il dito sul display, affermano gli autori dell'articolo su Nature.
Poiché la fantascienza utilizza spesso schermi volumetrici che fluttuano nell'aria, gli ingegneri hanno lavorato a lungo per creare tali tecnologie nella vita reale. Di regola, gli schermi volumetrici funzionano grazie agli effetti ottici. Ad esempio, tra questi sviluppi ci sono lo schermo a campo luminoso canadese per teleconferenze e lo schermo desktop 3D americano, che funziona grazie a un raster lenticolare.
Tuttavia, tali tecnologie creano l'effetto del volume all'interno dello schermo, ma non danno l'impressione che l'immagine fluttui nell'aria. Per questo effetto, diversi anni fa gli ingegneri hanno suggerito di utilizzare la levitazione acustica. Funziona perché un array di trasduttori ultrasonici crea onde stazionarie e aree stabili di bassa e alta pressione, in grado di fissare piccoli oggetti, come le sfere di polistirolo. Gli ingegneri britannici hanno già utilizzato questo effetto, fissando una serie di palline nell'aria che possono trasformarsi nel colore desiderato verso l'osservatore, o appendendo un piccolo pezzo di tessuto traslucido su cui viene proiettata l'immagine.
Nel nuovo lavoro, gli ingegneri guidati da Sriram Subramanian dell'Università del Sussex hanno creato uno schermo in cui una singola particella sferica è in grado di creare un'immagine tridimensionale a colori in tempo reale. Il dispositivo si basa su due array di emettitori di ultrasuoni (16 per 16), posti uno di fronte all'altro: sotto e sopra l'area di lavoro. Un proiettore LED è inoltre montato sul lato superiore della serie di emettitori.
Il principio di funzionamento del display si basa sul fatto che il dispositivo sposta velocemente la zona di pressione ridotta, in cui la pallina di polistirolo levita, e la illumina di un colore che cambia a seconda della posizione della pallina nello spazio. Nella demo, puoi vedere che il display ti consente di vedere il nodo toro e la farfalla che sbattono in tempo reale. Esempi più impressionanti possono essere visti anche nel video, come un modello levitante della Terra, tuttavia, questi fotogrammi sono stati ripresi a una velocità dell'otturatore molto più bassa e la persona non è in grado di vederli ad occhio nudo.
Esperimenti hanno dimostrato che il display può accelerare la palla fino a 3,75 metri al secondo su una linea retta e fino a 0,75 metri al secondo quando disegna i dettagli dei bordi e degli angoli nell'immagine.
Oltre a visualizzare immagini 3D, il display è anche in grado di produrre un suono udibile da una persona e produrre una risposta tattile. Per questo, i parametri del suono sugli emettitori sono regolati in modo tale che, oltre alla trappola principale utilizzata per far levitare la palla, formi un'altra area con una pressione modificata sul lato di essa. Inserendovi un dito, l'utente può sentire la risposta dello schermo.
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Gli autori notano che le caratteristiche dell'immagine visibile ad occhio nudo, comprese le dimensioni, possono essere migliorate utilizzando un modello di movimento delle particelle più accurato e un proiettore più luminoso. Inoltre, un modello più accurato consentirà di allocare una frazione maggiore del ciclo di lavoro dell'emettitore alla trappola secondaria, migliorando così la risposta tattile.
Esiste un'altra tecnologia per creare un'immagine volumetrica nell'aria, sviluppata da ingegneri giapponesi. Suggeriscono di utilizzare emettitori laser per questo, che creano microgocce di plasma incandescente nell'aria. Spostando l'area del bagliore, il dispositivo prototipo è in grado di creare piccole figure volumetriche proprio nell'aria e puoi toccarle con il dito.
Grigory Kopiev
