Se den vilde video: Lydbølger skaber 3D-billeder, der kan ses, røres og høres

Prinsesse Leia fra Star Wars og gangsterapperen Tupac Shakur har noget til fælles:

Som svævende, tredimensionelle hologrammer har de vakt vores nysgerrighed for fremtidens billedteknologi.

Leia i et science fiction-univers fra 1970’erne. Tupac på scenen foran tusinder af hiphop-fans i 2012.

Men i disse år bevæger udviklingen af de svævende 3D-displays sig i en ny retning, der kan sende holografien på bænken.

Det nyeste nye er små partikler, der fiser rundt i høj fart, mens de reflekterer lys. Samtidig fastholdes og styres partiklerne til at bevæge sig i særlige mønstre, og på den måde skaber de 3D-billeder.

Et japansk-engelsk forskerhold har sammen præsenteret en teknologi, der kan skabe 3D-billeder på denne måde – og lidt til. For billederne kan ikke kun ses, de kan også høres og røres.

Forskernes arbejde er lavet på University of Sussex i Brighton og er netop publiceret i Nature.

Forsker: Stort potentiale i det her

»Jeg synes, at det er virkelig spændende,« fortæller Lene Oddershede, professor og chef for naturvidenskab og teknisk videnskab ved Novo Nordisk Fonden, da Videnskab.dk præsenterer hende for arbejdet.

»Virkelig,« gentager hun og tilføjer:

»Hele designet består af dele, som man kan købe i sin lokale elektronikbutik. Der er et stort potentiale i det her, i kraft af at delene er så billige og lettilgængelige,« forklarer Lene Oddershede, der selv har forsket i kunsten at fastholde og flytte rundt på partikler med lys.

LÆS OGSÅ: Glem alt om 3D-briller og hologrammer: Lys idé giver flotte 3D-billeder

Partikler styres med lydbølger

Men hvad er det egentlig, forskerne bag teknologien har lavet?

Jo, de har udviklet en såkaldt ‘akustisk fælde’, der ved hjælp fra akustik – altså lydbølger – får nogle partikler til at bevæge sig vildt hurtigt rundt i forskellige mønstre. Partiklerne oplyses samtidig af LED-lys, så deres bevægelse reflekteres og kan ses.

På den måde skabes et 3D-billede, der – som nævnt – ikke bare kan ses, men også høres og røres.

Til sammenligning er et hologram bare en forlængelse af filmmediet, hvor illusionen om et 3D-objekt frembringes af et lys, der er tegnet ind i en film. Et holograms 3D-effekt kan for eksempel ikke ses fra alle vinkler.

Akustisk fælde har flere fordele

I 2018 skrev Videnskab.dk om svævende 3D-billeder, der var skabt ved at holde partikler fast med laserstråler – altså lysbølger. Det kaldes for en ‘optisk fælde’ og er en udbredt tilgang med en lignende teknologi.

»Lyd er bølger ligesom lys, og på samme måde som med lys kan man bruge lyd til at fastholde partikler,« forklarer Lene Oddershede.

Den akustiske fælde, som forskerne har brugt i det nye studie, har dog visse fordele frem for den optiske fælde, der laves gennem laserstråler.

LÆS OGSÅ: Star Wars-teknologi på vej til dit ur og din smartphone

Ville kunne laves derhjemme

Først og fremmest er det nemmere og billigere at lave lydbølger, der kan fastholde partikler, end det er at fremstille laserstråler.

Hvis man har en god forståelse for fysik og ellers er god til at programmere, så ville man endda sagtens kunne fremstille sådan en akustisk fælde derhjemme, påpeger Lene Oddershede.

Man skal i princippet bare bruge et par højttalere til at lave den akustiske fælde, der fastholder partiklerne, noget LED-lys til at oplyse dens bevægelser og altså være ferm til at programmere et software, der kan styre partiklens bevægelse.

Og selve partiklen?

»I forsøget har forskerne brugt en ret stor partikel i form af en kugle i polystyren (en plasttype, red.) med en diameter på en millimeter, som man sådan set bare kan købe i en hobbybutik. Det er sådan en flamingokugle, der også bruges som julepynt,« siger Lene Oddershede.

Det er netop en anden fordel ved den akustiske fælde, at den kan håndtere større partikler end den optiske fælde.

LÆS OGSÅ: Forskere har skabt det levende hologram

Kan måske købes i Asien om et år

Af de grunde tror Lene Oddershede også, at forskernes design hurtigt ville kunne omsættes til et produkt, der kan ligge under juletræet allerede til næste år.

Først og fremmest som en gadget dog.

»Man kunne sagtens forestille sig en gadget, hvor en 3D-figur, man samtidig kan røre ved, bevæger sig i takt til musikken. Det kunne se lækkert ud, og som gadget kunne det sagtens have lidt liv,« vurderer Lene Oddershede.

»Mit gæt er, at man sagtens ville kunne se det blive solgt på det asiatiske marked om et til to år,« tilføjer hun.

Mere end gak og løjer

Men opfindelserne er mere end gak og løjer og blærede billeder, der kan genoplive de døde og pimpe dit lydsystem.

Først og fremmest er der et stort potentiale i at skabe kontakter, der kan svæve frit i luften.

»I et laboratorium kan det eksempelvis være smart at have en kontakt, som man ikke rører med sine fedtede fingre, hvis der er brug for, at den skal være helt steril,« forklarer Lene Oddershede.

»Det ville være en fantastisk anvendelse,« siger hun og tilføjer, at teknologien kan også bruge til at lave kontakter, der svæver i luften, og som har en såkaldt feedback-funktion, så man kan bruge kontakten til at åbne sin ovn eller sit køleskab.

»Forskerne har ikke inkorporeret en feedback-funktion i deres studie her. Men jeg tror nemt, at de ville kunne gøre det. Det ville sikkert ikke tage mere end et par måneder,« vurderer Lene Oddershede.

LÆS OGSÅ: Microsofts »teknologiske kvantespring« HoloLens skal bevise sit værd

Forsker: Biomedicinske perspektiver er overdrevne

En anden mulig anvendelse af den nye teknologi kunne være på det biologiske område. Forskerne skriver eksempelvis selv i deres studie, at opdagelsen ville kunne bruges indenfor biomedicin.

Poul Martin Bendix, der er lektor ved Niels Bohr Institutet og også har forsket i at styre partikler med lys, tvivler dog på, at lydbølgernes evne til at styre og fastholde partikler slår til der.

»Akustiske fælder har været kendt i nogle årtier, men har aldrig været en konkurrent til optiske fælder på det biologiske område,« skriver han til Videnskab.dk i en mail.

Optiske fælder, der også er kendt som optiske pincetter, fik Nobelprisen sidste år, og anvendes overalt i biologien til kvantitative målinger i mikro- og nanoskopiske systemer, påpeger Poul Martin Bendix og tilføjer:

»Akustiske metoder har andre fordele, da de kan fange større objekter – for eksempel millimeter-størrelser som i studiet her – og de kan flyttes meget hurtigere end i en optisk fælde, som mest anvendes til bittesmå mikro- og nanopartikler.«

Mens den nye teknologi altså må bevise sin nytte for biomedcinen, kan det til gengæld være, at der venter dig et par højtalere med ‘akustiske fælder’ under træet til næste jul.

LÆS OGSÅ: Lever vi i virkeligheden i et hologram?

LÆS OGSÅ: Vær ikke bange for at falde i et sort hul – du overlever måske som et hologram

LÆS OGSÅ: Spiselige hologrammer sladrer om salmonella i madvarer