Nutzer können Hologramm fühlen und mit bloßem Auge sehen

Für Science-Fiction-Fans ist diese Szene legendär: Der Roboter R2-D2 trägt eine Botschaft in sich für den Jedi-Ritter Obi-Wan Kenobi. Als er sie abspielt, erscheint ein Hologramm von Prinzessin Leia in der Luft. Sie ist in 3D erkennbar und deutlich zu hören: Sie bittet um Hilfe für die Rebellion im Kampf gegen das Imperium. Dieser Notruf hat natürlich eine ganz andere Bedeutung als beispielsweise eine geschriebene Nachricht. Denn für die Protagonisten ist Leias Not und Angst erkennbar, und sie müssen sich nicht fragen, ob die Botschaft authentisch ist.

Bislang war es technisch nicht möglich, Hologramme auf eine ähnliche Weise zu produzieren, da die Projektionsfläche fehlte. Wissenschaftler der britischen University of Sussex haben dafür aber anscheinend eine Lösung gefunden: Ihr Multimodal Acoustic Trap Display (MATD) zeigt immerhin bereits einen bunten Schmetterling in der Luft, der sogar flattert. Auch Emojis und weitere Bilder lassen sich abbilden und das ganz ohne Virtual-Reality-Brille (VR-Brile) oder andere Empfangsgeräte.

Farbiges Partikel zeichnet 3D-Bild in die Luft

Nun sollte man meinen, dass solch eine innovative Technologie auf einem ganz neuen Ansatz beruht, doch das Gegenteil ist der Fall: „Unsere neue Technologie wurde von alten Fernsehgeräten inspiriert, bei denen ein einziger Farbstrahl so schnell über den Bildschirm gescannt wird, dass das Gehirn ihn als ein einziges Bild registriert“, erklärt Ryuji Hirayama, Wissenschaftler an der University of Sussex und leitender Autor des Fachartikels zu der neuen Erfindung. Er erklärt weiter: „Unser Prototyp verwendet ein farbiges Partikel, das sich überall im 3D-Raum so schnell bewegen kann, dass für das bloße Auge ein Volumenbild in der Luft entsteht.“

Vereinfacht gesagt, muss man sich dieses farbige Partikel, bestehend aus dem Kunststoff Polystyrol, als eine Kugel vorstellen, die von den Wellen aus dem Ultraschalllautsprecher des MATD mit rotem, grünem und blauem Licht beleuchtet wird, um seine Farbgebung zu beeinflussen. Nun lenken die Wissenschaftler den Ultraschall so, dass er die Kugel bewegt und damit quasi eine dreidimensionale Zeichnung in die Luft malt. Der Clou: Das Farbpartikel wechselt bis zu 100 Mal pro Sekunde seine Position. Dieses Tempo ist so hoch, dass das Auge die verschiedenen Lichtreize optisch zu einer einzigen Form verbindet – und ein Hologramm sieht.

Ultraschall erzeugt Klang und Kribbeln

Die Tatsache, dass die Wissenschaftler mit Ultraschall arbeiten, führt zu weiteren möglichen Eigenschaften des Hologramms. Diego Martinez Plasencia, Mitglied des Projektteams für das MATD und Forscher für 3D-Benutzeroberflächen an der Universität von Sussex: „Auch wenn Ultraschall für uns nicht hörbar ist, ist er immer noch eine mechanische Welle und überträgt Energie durch die Luft. Unser Prototyp lenkt und fokussiert diese Energie, die dann Ohren für den Klang stimulieren oder die Hautoberfläche anregen kann.“ Unterm Strich soll durch das neue Gerät also ein Hologramm erzeugt werden, dass einerseits für das bloße Auge sichtbar wird und das gleichzeitig weitere Sinne anregt. Beispielsweise kribbelt es auf der Haut, wenn der Betrachter in das Hologramm greift.

Eine Stärke des MATD könnte es zudem sein, dass die Wissenschaftler für seine Herstellung Komponenten verwendet haben, die alle im Handel verfügbar sind und das verhältnismäßig günstig. Außerdem gehen die Entwickler davon aus, dass noch viel Potenzial in dem Gerät steckt.

Forscher wollen die Qualität des MATD verbessern

Im nächsten Schritt wollen die Forscher die Frequenzen verändern, um mit kleineren Farbpartikeln arbeiten zu können und so die Auflösung zu verbessern. Auch die Audioqualität soll noch steigen, unter anderem durch leistungsstärkere Ultraschalllautsprecher, bessere Steuerungstechniken oder sogar durch die Verwendung mehrerer Partikel. Irgendwann wollen sie in der Lage sein, die gleiche Qualität zu liefern wie in Star Wars – auch wenn uns kein Imperium bedroht.

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