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Investigadores de Standford desarrollan tecnología de imágenes holográficas impulsada por IA para gafas convencionales

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Por Federica Estrella

Infozonamovilidades/4/4/18

domingo 12 de mayo de 2024, 19:00h

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Investigadores del Laboratorio de Imaginación Computacional de Standford han creado una tecnología innovadora de imágenes holográficas que, impulsada por Inteligencia Artificial (IA), posibilita la superposición de imágenes tridimensionales en movimiento y a todo color en las lentes de gafas convencionales, representando un avance significativo en el campo de la Realidad Aumentada (RA).

Los dispositivos actuales de Realidad Aumentada, como las gafas Magic Leap 20 y las Airvision M1 de Asus, tienen un diseño voluminoso debido a las exigencias de espacio de su tecnología, lo que resulta incómodo para un uso prolongado. Con el objetivo de optimizar esta tecnología y "desbloquear todo su potencial en aplicaciones de consumo", un equipo de investigadores del Laboratorio de Imaginación Computacional de Standford (SCI) ha desarrollado un prototipo de visor de RA impulsado por IA, capaz de utilizar imágenes holográficas para superponer imágenes 3D en movimiento y a todo color en las lentes de gafas estándar.

De esta manera, la nueva tecnología permitiría a los usuarios integrar este sistema de RA en sus propias gafas de forma compacta y cómoda, en contraposición a la utilización de visores de gran tamaño.

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Tal y como lo explica el profesor de ingeniería eléctrica asociado al proyecto Gordon Wetzstein, en declaraciones al medio Stanford News, lo que el usuario observa a través de las lentes gracias a esta nueva tecnología es "un mundo enriquecido superpuesto con imágenes computarizadas en 3D vibrantes y a todo color". En particular, el amplio tamaño de los dispositivos RA actuales se debe al voluminoso sistema óptico de proyección de sus motores de luz y a su "incapacidad para representar con precisión señales de profundidad tridimensionales para contenido virtual", según han detallado los investigadores en un artículo publicado en la revista Nature.

Para concretar, estos sistemas, de hecho, no permiten que el usuario vea el mundo real a través de las lentes del visor, sino que las cámaras que utilizan estos dispositivos capturan el entorno del mundo real y combinan esas imágenes con las imágenes computarizadas. Además, según ha aclarado Wetzstein, este sistema utiliza lentes de aumento entre el ojo del usuario y las pantallas de proyección. Esto requiere que haya una distancia mínima entre el ojo, las lentes y las pantallas de proyección, aumentando aún más el volumen. Sin embargo, la holografía es una técnica fotográfica que permite crear imágenes tridimensionales basadas en el empleo de la luz. Teniendo esto en cuenta y según han explicado los investigadores, la nueva tecnología de imágenes holográficas para el sistema de RA, utiliza una combinación de "rejillas de metasuperficie a todo color de diseño inverso, una geometría de guía de onda compacta con compensación de dispersión y algoritmos de holografía impulsados por IA". Todo esto se traduce en que se elimina la necesidad de utilizar lentes ópticas voluminosas entre el modulador de luz espacial y la guía de ondas para poder representar contenido de realidad aumentada en 3D con movimiento y a color desde un dispositivo mucho más compacto.

Imágenes Holográficas

Para lograr esto, los investigadores han utilizado la IA para mejorar las señales de profundidad en las imágenes holográficas. Siguiendo esta línea, han logrado avances en nanofotónica y tecnologías de visualización de guías de ondas, lo que ha permitido que se puedan proyectar hologramas computarizados en las lentes de las gafas sin depender de sistemas ópticos adicionales.

En cuanto a su mecanismo, el funcionamiento de esta tecnología se apoya en un sistema de guía de ondas que registra patrones a una escala nanométrica en la superficie de la lente. Además, hace uso de pequeñas pantallas holográficas que proyectan imágenes computarizadas mediante los patrones grabados, lo que provoca que la luz rebote dentro de la lente antes de llegar directamente al ojo del espectador. De esta manera, al mirar a través de las gafas, los usuarios podrán ver el mundo real junto con las imágenes computarizadas en 3D, las cuales ofrecen movimiento y se presentan a todo color. En este sentido, los investigadores han resaltado que esta nueva tecnología podría ser implementada en aplicaciones relacionadas con la medicina para llevar a cabo cirugías, o en el ámbito de la mecánica, por ejemplo, para facilitar el aprendizaje sobre el funcionamiento de un motor. Asimismo, también se prevén áreas de aplicación en los videojuegos, el entretenimiento y la educación.