Réalité augmentée et virtuelle
Lunettes AR légères rapprochent l’usage quotidien de la réalité
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Une équipe de chercheurs de POSTECH vient de dévoiler une nouvelle méthode pour créer des lunettes de réalité augmentée (AR) ultra‑minces et légères. Cette approche mise à jour pourrait aider à rendre la RA réaliste pour un usage quotidien, inaugurant une nouvelle ère technologique dans plusieurs secteurs. Voici comment cette équipe pourrait propulser l’adoption de la RA à de nouveaux sommets dans les années à venir.
Qu’est-ce que la réalité augmentée et pourquoi est‑elle importante ?
La réalité augmentée (RA) désigne la fusion du monde numérique et du monde réel dans une interface fluide. Le concept existe depuis 1968, lorsque le scientifique informatique d’Harvard Ivan Sutherland, également connu comme le père de l’infographie, a présenté son affichage monté sur la tête en RA.
Ce n’est qu’en 2008 que les premiers systèmes de RA commercialement disponibles ont commencé à apparaître. Dans ce cas, une agence de publicité allemande a couplé la technologie à une publicité imprimée qui, lorsqu’on la tenait devant une caméra d’ordinateur, permettait à l’utilisateur de manipuler l’image du magazine à l’écran.
Depuis lors, la RA a connu une croissance massive dans les secteurs de la fabrication, du divertissement et militaire. Vous pouvez aujourd’hui trouver des systèmes de RA partout. Des casques portés par les pilotes de chasse avancés aux jeux mobiles populaires comme Pokémon GO, la technologie RA continue de remodeler notre façon d’interagir avec le monde.
Quelle est la taille du marché de la réalité augmentée en 2024 ?
Les fabricants souhaitent ardemment faire de la RA une technologie du quotidien. Cette volonté se reflète dans la croissance du marché. En 2024, le marché de la RA a atteint 42,48 milliards de dollars. Selon le dernier Immersive Entertainment—Global Strategic Business Report 2024, le marché mondial du divertissement immersif s’élevait à 133,6 milliards de dollars en 2024. De façon impressionnante, le marché mondial de la RA devrait croître à un taux de croissance annuel composé (TCAC) de 42,36 %. Ce taux signifie qu’en 2029, le marché vaudra plus de 248,38 milliards de dollars.
Qu’est‑ce qui freine les lunettes AR du quotidien ?
Malgré la croissance prévue et l’augmentation constante des fabricants, de nombreux problèmes subsistent avec les systèmes de RA actuels et doivent être résolus avant qu’ils ne décollent. Tout d’abord, les montures de ces appareils sont trop encombrantes et lourdes.
Les utilisateurs de réalité augmentée ne peuvent pas réellement vivre une utilisation quotidienne parce que les appareils sont tout simplement trop inconfortables pour un port prolongé. Imaginez que votre montre connectée pèse une livre. Il y aurait peu de chances que vous envisagiez de la porter toute la journée, voire même pour des tâches nécessitant des mouvements de main délicats et précis.
Le même scénario s’applique aux systèmes de RA. Leur niveau de confort doit dépasser leur utilité. Les gens veulent un dispositif léger à peine perceptible. Le facteur de forme idéal serait semblable à des lunettes traditionnelles et aurait un poids comparable.
Pourquoi les guides d’ondes constituent un goulot d’étranglement pour les casques AR ?
Au cœur des problèmes du marché de la RA se trouve la manière dont la technologie affiche les images. L’optique de la RA utilise des couches de guides d’ondes qui aident à la dispersion chromatique, guidant les images virtuelles vers l’œil. Actuellement, les systèmes de RA peuvent nécessiter une couche de guide d’ondes distincte pour chaque couleur. Ainsi, ces appareils peuvent comporter 3 à 6 feuilles de verre empilées pour chaque œil.
De plus, les appareils ont besoin de coupleurs à réseaux à plusieurs couches pour fonctionner correctement. Malheureusement, ces dispositifs requièrent des processus de fabrication complexes, coûteux et nécessitant une expertise de haut niveau, ce qui augmente leurs coûts. En examinant ces coûts, combinés au fait que ces appareils restent trop lourds pour des applications ergonomiques montées sur la tête, il est facile de voir où les ingénieurs doivent concentrer leurs efforts.
Les métasurfaces peuvent‑elles résoudre les défis de conception de la RA ?
Une méthode qui a suscité un certain intérêt est l’utilisation des métasurfaces. Les métasurfaces sont des résonateurs photoniques sous‑longueur d’onde spécialement fabriqués. Les résonateurs sont conçus pour se répéter à intervalles réguliers, permettant aux ingénieurs de modifier indépendamment des aspects clés, notamment l’amplitude, la phase et la polarisation. Malheureusement, cette solution n’a pas atteint ses objectifs en raison de facteurs tels que la faible efficacité, l’aberration chromatique et une mauvaise uniformité.
Percée de POSTECH : métagrilles achromatiques pour la RA
Conscients du besoin de systèmes de RA plus avancés, le professeur Junsuk Rho et ses collègues de POSTECH ont présenté un processus de fabrication de lunettes de RA qui produit des résultats aussi fins et légers que des lunettes de prescription classiques. Le rapport1 Single-layer waveguide displays using achromatic metagratings for full-colour augmented reality, publié dans Nature Nanotechnology, explore comment l’équipe a pu créer un affichage à guide d’ondes monocouche en utilisant des métagrilles achromatiques plutôt que plusieurs lentilles.
