I ricercatori della Brigham Young University hanno ideato una piattaforma di visualizzazione volumetrica a spazio libero, basata sulla cattura ottica fotoforetica, che produce immagini volumetriche aeree a colori complete con punti immagine da 10 micron. Dicono che il loro Optical Trap Display è come una stampante 3D per la luce.
Di tutti gli strani e meravigliosi aggeggi visti nei film originali di Star Wars , una tecnologia fantascientifica continua ad affascinare gli scienziati in tutto il mondo. Non iperdrive, non spade laser, nemmeno AT-AT Walker , ma qualcosa che appare quasi banale in quella galassia pazza lontana, lontana: gli ologrammi.
Nel primo film di Star Wars , l’amabile droide R2-D2 proietta un ologramma della principessa Leila che rilascia una richiesta di salvataggio allo Jedi Obi-Wan Kenobi. L’immagine 3D di Leila sembra fluttuare nello spazio e non viene proiettata su uno schermo o su altra superficie piana. Così efficace è stata questa scena che da allora gli ologrammi sono apparsi in tutta la saga, con The Force Awakens che introduce un ologramma particolarmente bello e particolarmente gigantesco del misterioso Leader Supremo Snoke.
Stranamente, si scopre che l’ologramma della Principessa Leia, forse l’ologramma più famoso nella storia del cinema, non è tecnicamente un ologramma. In realtà dovrebbe essere chiamata “immagine volumetrica”, un’immagine 3D che galleggia nell’aria e che può essere vista da ogni angolazione. (Un display olografico, che è più facile da realizzare, disperde la luce solo su una superficie 2D.)
Ma è possibile creare un’immagine volumetrica come quella vista in Star Wars , chiara e visibile da tutti gli angoli? Questo è ciò che hanno intrigato gli scienziati per decenni, alcuni si avvicinano agli altri, e ora un gruppo di ricercatori della Brigham Young University pensano di averlo incrinato. Hanno anche dato al loro progetto un nome che si addice al suo significato.
“Ci riferiamo a questo colloquialmente come il progetto Princess Leia”, afferma Daniel Smalley, il professore di ingegneria elettrica e informatica BYU che guida la ricerca. “Il nostro gruppo ha la missione di prendere le esposizioni 3D della fantascienza e renderle reali. Abbiamo creato un display in grado di farlo.”
Smalley e il team di BYU hanno ideato una piattaforma di visualizzazione volumetrica a spazio libero, basata sulla cattura ottica fotoforetica, che produce immagini volumetriche aeree a colori completi con punti di immagine da 10 micron per persistenza della vista. Per intrappolare e manipolare una particella, la piattaforma utilizza un raggio laser che può essere orientato per muovere la particella e creare un’immagine 3D.
Quando non si riferiscono al progetto con il suo divertente nome in codice, i ricercatori etichettano tecnicamente il loro sistema come un “Optical Trap Display”, così chiamato a causa della trappola fotoforetica utilizzata per isolare una particella di cellulosa attraverso aberrazioni sferiche e astigmatiche. Per creare un’immagine, questa trappola e particella vengono scansionate attraverso un volume del display mentre vengono illuminate con luce rossa, verde e blu.
È inequivocabilmente una sorta di sistema di visualizzazione della luce, ma Smalley dice che può anche essere pensato come una sorta di “stampante 3D per la luce”, producendo un’immagine tridimensionale nello spazio libero con una vasta gamma di colori, dettagli precisi e bassa apparente macchiolina. Usando questa stampante di luce 3D, i ricercatori hanno già “stampato” una farfalla, un prisma, il logo BYU, anelli che avvolgono un braccio e, ovviamente, una figura simile alla Principessa Leia.
Mentre altri hanno già prodotto proiezioni tipo Leia, questa ricerca è ancora piuttosto importante, essendo il primo utilizzo di trapping ottico e laser per creare efficacemente immagini volumetriche. “Stiamo fornendo un metodo per realizzare un’immagine volumetrica in grado di creare le immagini che immaginiamo di avere in futuro”, afferma Smalley.
Forse sorprendentemente, il Optical Trap Display è anche abbastanza economico, essendo realizzato con parti disponibili in commercio e laser a basso costo. Emozionante, questo significa che gli ologrammi di Star Wars – scuse, immagini volumetriche – potrebbero essere teletrasportati nella vostra casa prima piuttosto che dopo.
La ricerca, documentata in un documento intitolato “Un display volumetrico a trappola fotoforetica”, è stata pubblicata su Nature .
