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Holodeck-Technologie

Wissenschaftler haben hör- und fühlbare Hologramme entwickelt

Eine Nachricht, auf die alle Science-Fiction Fans gewartet haben: Wissenschaftlern ist es gelungen, ein 3D-Hologramm zu projizieren, dass man tatsächlich beim Anfassen spüren kann. Zudem ist das Hologramm in der Lage diverse Töne abzugeben.

Bringhton (England). In Science-Fiction Serien wie Star Trek ist die Hologramm-TechnikHologramm-Technik fester Bestandteil des Alltags der Menschen in der Zukunft. In der Realität sind wir jedoch noch weit von einem funktionierenden Holodeck entfernt.

Ryuji Hirayama und seinen Kollegen von der University of Sussex in England ist es jedoch jetzt gelungen, die bisherige Hologramm-Technologie zu revolutionieren und dem fiktiven Holodeck aus Star Trek ein ganzes Stück näher zu kommen. Die Wissenschaftler projizierten ein dreidimensionales Hologramm, dessen Oberfläche man tatsächlich fühlen kann. Das Hologramm ist zudem in der Lage verschiedene Töne abzugeben, wie die Wissenschaftler im Fachmagazin Nature berichten.

Möglich wurde dies durch sogenannte akustische Levitation. So bewegen Ultraschallwellen kleine angeleuchtete Partikel und erzeugen zeitgleich Töne und fühlbare Widerstände in der Luft.

Multimodal Acoustic Trap Display als Basis

Die Wissenschaftler nutzten das im Jahr 2018 entwickelte Multimodal Acoustic Trap Display als Basis für ihr neues Hologramm. Das sogenannte MATD ermöglicht freischwebende Projektionen. Bei dieser Art von Hologramm werden kleinste Partikel durch Laserstrahlen bewegt und gezielt angeleuchtet. Für das menschliche Auge entsteht dadurch das Hologramm.

Anstatt aber jedoch die Partikel mit Laserstrahlen zu steuern, haben die Wissenschaftler dazu Ultraschallwellen eingesetzt. Der dabei verwendete Schalldruck erzeugt ein akustisches Feld, welches die Partikel in der Schwebe hält. So können die Partikel bis zu 100 Mal pro Sekunde die Position wechseln. Durch die Beleuchtung von LEDs entsteht für das Auge ein sichtbares, freischwebendes und sich bewegendes Bild – das Hologramm.

Gebaut mit handelsüblichen Materialien

Die Wissenschaftler haben ihren Prototypen ausschließlich mit günstigen und in Fachgeschäften erhältlichen Materialen konstruiert. Das Gerät ist etwa so groß wie eine Mikrowelle und besteht aus insgesamt 512 frei angeordneten Ultraschall-Lautsprechern.

In ihren ersten Tests haben die Wissenschaftler einen rotierenden Globus, Buchstaben, einen Zauberwürfel und in sich verschlungene Ringe holografisch abgebildet.

Da das Hologramm mit einem nicht hörbaren Schall erzeugt wird, transportiert es Energie durch die Luft. Diese kann so Töne erzeugen oder die Haut reizen kann, was wir als Tasten interpretieren.

Da die Wissenschaftler betonen, dass sie das Hologramm sehr preiswert und nur mit handelsüblichen Materialien gebaut haben, sei noch deutlich Platz nach oben. Die Technik ist noch deutlich verbesserbar. So könnte beispielsweise durch höhere Frequenzen, stärkere Ultraschall-Lautsprecher und durch eine optimierte Software noch klarere Bilder und intensivere Berührungen möglich sein.

Nature, doi: 10.1038/s41586-019-1739-5

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