نظارات الواقع المعزز الخفيفة تقرب الاستخدام اليومي من الواقع

A team of POSTECH researchers just unveiled a new method to create ultra-thin, lightweight Augmented Reality (AR) glasses. The updated approach could help make AR realistic for everyday use, ushering in a new era of tech across several sectors. Here’s how this team could drive AR adoption to new heights in the coming years.

ما هو الواقع المعزز ولماذا يهم؟

يشير الواقع المعزز (AR) إلى دمج العوالم الرقمية والواقعية في واجهة سلسة. كان المفهوم موجودًا منذ عام 1968، عندما قدم عالم الحاسوب في جامعة هارفارد إيفان ساذرلاند، المعروف أيضًا بأب الرسومات الحاسوبية، أول عرض رأسية للواقع المعزز.

لم يظهر أول أنظمة الواقع المعزز المتاحة تجاريًا إلا في عام 2008. في هذه الحالة، ربطت وكالة إعلانات ألمانية التقنية بإعلان مجلة، وعند وضعه أمام كاميرا الحاسوب، سمح للمستخدم بالتلاعب بصورة المجلة على الشاشة.

منذ ذلك الحين، شهد الواقع المعزز نموًا هائلًا عبر قطاعات التصنيع والترفيه والعسكرية. يمكنك العثور على أنظمة الواقع المعزز في كل مكان اليوم. من السماعات التي يرتديها طيارو المقاتلات المتقدمون، إلى ألعاب الهواتف المحمولة الشهيرة مثل Pokémon GO، يواصل تكنولوجيا الواقع المعزز إعادة تشكيل طريقة تفاعلنا مع العالم.

ما حجم سوق الواقع المعزز في عام 2024؟

هناك رغبة قوية لدى المصنعين لجعل الواقع المعزز تقنية يومية. يمكن ملاحظة هذا الدفع من خلال نمو السوق. في عام 2024، وصل قيمة سوق الواقع المعزز إلى 42.48 مليار دولار. وفقًا لأحدث تقرير الترفيه الغامر—التقرير الاستراتيجي العالمي للأعمال 2024، كان السوق العالمي للترفيه الغامر يبلغ 133.6 مليار دولار في عام 2024. ومن المثير للإعجاب أن سوق الواقع المعزز العالمي من المتوقع أن يتوسع بمعدل نمو سنوي مركب (CAGR) يبلغ 42.36٪. يعني هذا المعدل أنه بحلول عام 2029، ستكون قيمة السوق أكثر من 248.38 مليار دولار.

ما الذي يعيق نظارات الواقع المعزز اليومية؟

على الرغم من النمو المتوقع والزيادة المستمرة في عدد المصنعين، لا تزال هناك العديد من المشكلات في أنظمة الواقع المعزز الحالية التي تحتاج إلى معالجة قبل أن تنطلق. أولاً، فإن الغطاء الرأسية لهذه الأجهزة ضخمة وثقيلة جدًا.

لا يستطيع مستخدمو الواقع المعزز تجربة الاستخدام اليومي حقًا لأن الأجهزة غير مريحة للارتداء لفترات طويلة. تخيل لو كان ساعتك الذكية تزن رطلاً. هناك فرصة قليلة أن تفكر في ارتدائها طوال اليوم، أو حتى للمهام التي تتطلب حركات يد دقيقة ومحددة.

ينطبق نفس السيناريو على أنظمة الواقع المعزز. يجب أن يتجاوز مستوى الراحة فائدتها. يرغب الناس في جهاز خفيف الوزن لا يلاحظ بسهولة. الشكل المثالي سيكون مثل النظارات التقليدية ويزن تقريبًا نفس الوزن.

لماذا تُعد الموجّهات عنق زجاجة لسماعات الواقع المعزز؟

في صميم مشكلات سوق الواقع المعزز تكمن طريقة عرض الصور. تستخدم بصريات الواقع المعزز طبقات موجّهة تساعد في التشتت اللوني، وتوجيه الصور الافتراضية إلى عينيك. حاليًا، قد تتطلب أنظمة الواقع المعزز طبقة موجّهة منفصلة لكل لون. وبالتالي، قد تحتوي هذه الأجهزة على 3-6 طبقات زجاجية مكدسة لكل عين.
بالإضافة إلى ذلك، تحتاج الأجهزة إلى موصلات شبكية متعددة الطبقات لتعمل بشكل صحيح. للأسف، تتطلب هذه الأجهزة عمليات تصنيع معقدة ومكلفة وتحتاج إلى خبرة عالية المستوى، مما يزيد من تكلفتها. عندما تفحص هذه التكاليف، إلى جانب حقيقة أن هذه الأجهزة لا تزال ثقيلة جدًا لتطبيقات الرأسية المريحة، يصبح واضحًا أين يجب أن يركز المهندسون جهودهم.

هل يمكن للسطوح الميتا حل تحديات تصميم الواقع المعزز؟

إحدى الطرق التي حظيت ببعض الاهتمام هي استخدام السطوح الميتا. السطوح الميتا هي رنانات فوتونية تحت طول الموجة مصممة خصيصًا. تم تصميم الرنانات لتتكرر على فواصل معينة، مما يسمح للمهندسين بتعديل جوانب رئيسية بشكل مستقل، بما في ذلك السعة، والطور، والاستقطاب. للأسف، فشلت هذه الحلول في تحقيق أهدافها بسبب عوامل مثل الكفاءة المنخفضة، والانحراف اللوني، وضعف التجانس.

إنجاز POSTECH: شبكات ميتا متجانسة للواقع المعزز

إدراكًا للحاجة إلى أنظمة واقع معزز أكثر تقدمًا، قدم البروفيسور جونسوك هو وزملاؤه في POSTECH عملية تصنيع نظارات واقع معزز تنتج نتائج رقيقة وخفيفة كالنظارات الطبية العادية. التقرير¹ العروض الموجية ذات الطبقة الواحدة باستخدام شبكات ميتا متجانسة للواقع المعزز بالألوان الكاملة، المنشور في مجلة Nature Nanotechnology، يتعمق في كيفية تمكن الفريق من إنشاء عرض موجي بطبقة واحدة باستخدام شبكات ميتا متجانسة بدلاً من عدسات متعددة.

قام المهندسون بدمج ركيزة موجية بطبقة واحدة مع موصلات خالية من التشتت لإنشاء زوج من نظارات الواقع المعزز التي يمكنها معالجة جميع الألوان في طبقة زجاجية واحدة. كجزء من هذا النهج، اضطر الفريق إلى اللجوء إلى تقنية تُسمى شبكة ميتا متجانسة. ألغت هذه الاستراتيجية الحاجة إلى طبقات متعددة، مما خفض تكاليف التصنيع، وتعقيده، ووقته.

كيف صمم الباحثون عرضًا بطبقة واحدة

استفاد المهندسون من مصفوفات دورية من الهياكل النانوية المستطيلة لتحقيق أهدافهم. السطح المُصمم خصيصًا قادر على انحراف الضوء الأحمر والأخضر والأزرق في نفس الاتجاه. كجزء من هذا النهج، دمج الفريق سيليكون-نيتريد (Si₃N₄) على نطاق النانو في أعمدة موضوعة خصيصًا داخل البنية. سمحت هذه الأعمدة للمهندسين بضبط تصميمهم حسب الحاجة.

الخوارزميات المتقدمة تحسن التحكم في الضوء في نظارات الواقع المعزز

توجه الفريق إلى خوارزمية تحسين الطوبولوجيا العشوائية لضمان تحقيق الجهاز لأقصى كفاءة. سمح التصميم للعلماء بتوجيه الضوء لتحقيق زاوية انتشار متجانسة داخل ركيزة الموجة الواحدة. مكن هذا النهج الفريق من إنشاء صور مسقطة مستدامة وعالية الجودة.

تحسين الراحة: ميزة صندوق العين 9 مم

إحدى المكونات الأساسية للجهاز هي صندوق العين. كان على المهندسين التأكد من أن الراحة ومستوى الراحة ممتازان. لذلك، حددوا أن صندوق العين الأكبر بحجم 9 مم هو الشكل والحجم المثالي. لاحظوا أن صندوق العين الأكبر يوفر جودة صورة ثابتة ويمكنه الحفاظ على حدة الصورة حتى إذا نظر المستخدم في اتجاهات مختلفة.

اختبار نموذج نظارات الواقع المعزز الجديدة

اختبر الفريق تصاميمهم على مدار عدة أيام. نجحوا في إنشاء صور ملونة بالكامل تقدم ألوانًا زاهية وصورًا دقيقة. استخدم الباحثون موجة ذات طبقة واحدة بسماكة 500 ميكرومتر كجزء من الاختبارات. قدم هذا العرض الموجي للواقع المعزز بالألوان الكاملة للمرتدي بديلاً خفيفًا ومريحًا لسابقاته.

ماذا كشفت الاختبارات؟ الأداء والمرئيات

أظهرت نتائج الاختبار أن النهج المحسن قادر تمامًا على إعادة إنشاء صور ملونة بالكامل من التصميم الفائق الخفة. ساعد الإعداد المملوك في حل عدة قيود رئيسية وجدت في تصاميم البصريات القريبة للعين للواقع المعزز التقليدي. أولاً، ألغى الجهاز المحسن تشوش الألوان. بالإضافة إلى ذلك، أظهر تجانسًا فائقًا وقدم صورة عرض أكثر سطوعًا.

لماذا قد يغير هذا الواجهة الجديدة للواقع المعزز كل شيء

تجعل عدة فوائد هذه الواجهة الجديدة للواقع المعزز ناجحة. أولاً، تقلل من حجم الجهاز ووزنه، مما يسمح للشخص بارتداء وحدة الرأس للواقع المعزز بشكل مريح لفترة طويلة. تم تحقيق هذا التصميم الفائق الرقة والخفة لأن الموجّه كان يبلغ قطره فقط جزءًا من مائة من قطر شعر الإنسان. إليكم بعض الفوائد الحيوية الأخرى التي لا ينبغي تجاهلها.

صور عالية الجودة

يوفر نظام الواقع المعزز الجديد صورًا ذات جودة أفضل. ساعد تقليل طبقات الطول الموجي على تحسين السطوع والجودة. لا يجب أن تضحي هذه الأنظمة بالرسومات لتحسين الراحة. ومن الجدير بالذكر أن هذا التصميم يحسن جميع الجوانب مع تقليل الوزن الكلي.

تكاليف التصنيع

إن تصنيع نظارات الواقع المعزز المتقدمة مهمة تستغرق وقتًا وتكلفة عالية. نظرًا لأن غالبية النظارات الحالية تتطلب 3-6 موجّهات لكل وحدة، فإن تكلفة إنشاء الأجهزة أعلى بكثير من وحدة شبكة موجية واحدة. يقدم هؤلاء المهندسون عملية إنتاج مبسطة ومقتصرة توفر نتائج أفضل.

قابل للتوسع

فائدة رئيسية أخرى هي أن إعداد نظارات الواقع المعزز الجديدة قابل للتخصيص. يمكن تعديل هذا الترتيب لدعم تصنيع واسع النطاق. سيسمح هذا النهج للمزيد من المصنعين بدخول السوق، مما يعزز المنافسة والابتكار.

متى قد تصل هذه النظارات إلى السوق؟

هناك العديد من الاستخدامات لهذه التقنية. أولاً، تقدم الدراسة عروض واقع معزز من الجيل التالي يمكن دمجها عبر مجموعة هائلة من الصناعات. من الأطباء الذين يستخدمون التقنية لإجراء عمليات جراحية معقدة، إلى طياري القوات العسكرية الذين يتجاوزون أنظمة الدفاع الجوي، وحتى العثور على أفضل الصفقات في مركز التسوق الخاص بك، هذه الأنظمة موجهة للاستخدامات المتقدمة.

جدول زمني لواجهات الواقع المعزز

لم يذكر المهندسون أي جدول زمني. ومع ذلك، فإن الطلب الهائل على واجهات واقع معزز أفضل، إلى جانب معدل نمو الصناعة المثير للإعجاب، يجعل من الآمن الافتراض أن هذه التقنية ستصل إلى السوق خلال أقل من خمس سنوات. التقنية اللازمة لإنجاز المهمة متاحة بالفعل، ويتطلع المصنعون إلى خفض الأسعار مع تقديم منتجات أفضل للسوق.

باحثو واجهات الواقع المعزز

قدمت دراسة واجهات الواقع المعزز من قبل سيكيل مون، سيكوو كيم، جوهون كيم، تشانغ-كون لي، وجونسوك هو. عمل الفريق مع أنظمة الواقع المعزز في الماضي، وهذا التحديث الأخير هو خلاصة سنوات من البحث.
ومن الجدير بالذكر أن الدراسة تلقت دعمًا من سامسونج ريسيرش، POSCO (PKX ) Holdings N.EX.T Impact، مشروع الكيميائي التابع لوزارة التجارة والصناعة والطاقة، برنامج دعم البحث العالمي المتقاطع التابع لوزارة العلوم وتكنولوجيا المعلومات والاتصالات، وبرنامج الباحثين في منتصف المسار الوظيفي.

الخطوات التالية: الشراكة لتسويق الواقع المعزز

هناك الكثير من إمكانات التسويق عند مناقشة واجهات الواقع المعزز المحسنة. قد تصبح هذه الأنظمة شائعة مثل هاتفك المحمول يومًا ما. لذلك، يسعى المهندسون الآن إلى العثور على شركاء صناعيين ومصنعين للمساعدة في تحويل الفكرة إلى إنتاج.

اللاعبون التجاريون المتموضعون للاستفادة من ابتكار الواقع المعزز

سوق الواقع المعزز هو قطاع تنافسي يستمر في جذب المزيد من المصنعين والمصممين إلى المجال. النمو في السوق هو نتيجة مباشرة للطلب المتزايد من المستهلكين على منتجات واقع معزز متقدمة.
مع استجابة المزيد من الشركات لهذه المطالب، من السهل أن نرى أن بعض الشركات تواصل قيادة السباق. إليكم شركة واحدة تتمتع بموقع سوق ممتاز وقدرة على دمج أحدث نتائج دراسة الواقع المعزز لدفع أرباحها.

Advanced Micro Devices, Inc. 

دخلت Advanced Micro Devices Inc. (AMD ) السوق في عام 1969 كمنتج للرقائق. تأسست هذه الشركة الناشئة في وادي السيليكون على يد جيري ساندرز لدعم أنظمة حواسيب أكثر تقدمًا وسرعة. منذ إطلاقها، نمت AMD لتصبح واحدة من الأسماء الرائدة في تصنيع الرقائق وقطاع الواقع المعزز.
اليوم، تُعرف AMD بمعالجاتها المتقدمة التي تدعم الحوسبة عالية الأداء، وتقنيات التصور، وتحسين الرسومات. بالإضافة إلى ذلك، تواصل الشركة توسيع موقعها داخل سوق الواقع المعزز. حاليًا، تلعب دورًا مهمًا في صناعة الواقع المعزز، حيث توفر رقائق متقدمة لدعم تطبيقات الجيل التالي.

تُعد AMD واحدة من أكبر الأسماء في قطاع التكنولوجيا. لديها حاليًا شراكات استراتيجية مع عدة تكتلات. على سبيل المثال، رقاقة AMD هي التي تشغّل PlayStation 5 من سوني ووحدات ألعاب Series X|S من مايكروسوفت.
ساعد هذا الموقع AMD على تأمين قيمة سوقية تبلغ 166.75 مليار دولار إلى جانب تقييم قدره 164.17 مليار دولار. حاليًا، يمتلك سهم الشركة نسبة PE متأخرة تبلغ 75.08 ونسبة PE مستقبلية تبلغ 24.28. وفقًا لسجلات الشركة، حققت AMD إيرادات قدرها 27.75 مليار دولار وربحت 2.23 مليار دولار هذا العام. أولئك الذين يبحثون عن شركة موثوقة لها حضور في قطاع الواقع المعزز الناشئ ينبغي أن يفكروا في إجراء مزيد من البحث حول AMD.

أفكار نهائية: إدخال الواقع المعزز إلى الحياة اليومية

من المثير للاهتمام أن نرى كيف أن التقنية التي بدت يومًا كخيال علمي الآن على وشك أن تصبح عناصر للاستخدام اليومي. يحسن الواقع المعزز قدراتك بشكل كبير ويساعد على خلق مجتمع أكثر قدرة. لتحقيق هذه الأهداف، يجب أن تتغلب تصاميم الواقع المعزز أولاً على الرغبات البشرية الأساسية مثل الراحة والموثوقية. إذا تمكنت من تحقيق هذه الأهداف، فهناك إمكانات لا نهائية للتقنية في المستقبل.

اكتشف مشاريع الواقع المعزز والواقع الافتراضي الرائعة الأخرى الآن.

الدراسات المشار إليها:

^{1. Moon, S., Kim, S., Kim, J. et al. العروض الموجية ذات الطبقة الواحدة باستخدام شبكات ميتا متجانسة للواقع المعزز بالألوان الكاملة. Nat. Nanotechnol. (2025). https://doi.org/10.1038/s41565-025-01887-3} (MSFT )