Kacamata AR Ringan Membawa Penggunaan Sehari-hari Lebih Dekat ke Realitas

Sebuah tim peneliti POSTECH baru saja memperkenalkan metode baru untuk membuat kacamata Realitas Tertambah (AR) yang ultra-tipis dan ringan. Pendekatan yang diperbarui ini dapat membantu menjadikan AR realistis untuk penggunaan sehari-hari, membuka era teknologi baru di berbagai sektor. Berikut cara tim ini dapat mendorong adopsi AR ke tingkat yang lebih tinggi dalam beberapa tahun mendatang.

Apa Itu Realitas Tertambah dan Mengapa Itu Penting?

Realitas tertambah (AR) mengacu pada penggabungan dunia digital dan nyata dalam antarmuka yang mulus. Konsep ini telah ada sejak 1968, ketika ilmuwan komputer Harvard Ivan Sutherland, yang juga dikenal sebagai bapak grafika komputer, pertama kali memperkenalkan tampilan kepala AR-nya.

Baru pada tahun 2008 sistem AR komersial pertama mulai muncul. Dalam kasus ini, sebuah agensi iklan Jerman menggabungkan teknologi tersebut dengan iklan majalah yang, ketika dipegang di depan kamera komputer, memungkinkan pengguna memanipulasi gambar majalah di layar.

Sejak saat itu, AR telah mengalami pertumbuhan pesat di sektor manufaktur, hiburan, dan militer. Saat ini Anda dapat menemukan sistem AR di mana-mana. Dari headset yang dipakai oleh pilot pesawat tempur canggih, hingga permainan seluler populer seperti Pokémon GO, teknologi AR terus mengubah cara kita berinteraksi dengan dunia.

Seberapa Besar Pasar Realitas Tertambah pada 2024?

Ada keinginan kuat dari produsen untuk menjadikan AR teknologi sehari-hari. Dorongan ini terlihat dari pertumbuhan pasar. Pada 2024, nilai pasar AR mencapai $42.48B. Menurut Immersive Entertainment—Global Strategic Business Report 2024, pasar global untuk Hiburan Imersif berada pada $133.6B pada 2024. Secara mengesankan, pasar AR global diprediksi akan tumbuh dengan tingkat pertumbuhan tahunan majemuk (CAGR) sebesar 42.36%. Tingkat pertumbuhan ini berarti bahwa pada 2029, pasar akan bernilai +$248.38B.

Apa yang Menghambat Kacamata AR Sehari-hari?

Meskipun pertumbuhan yang diprediksi dan peningkatan produsen yang stabil, masih banyak masalah pada sistem AR saat ini yang perlu diatasi sebelum dapat melesat. Salah satunya, perangkat yang dipakai terlalu besar dan berat.

Pengguna Realitas Tertambah tidak dapat benar-benar merasakan penggunaan harian karena perangkat tersebut terlalu tidak nyaman untuk dipakai dalam waktu lama. Bayangkan jika Smartwatch Anda seberat satu pon. Kemungkinan Anda akan memakainya sepanjang hari, atau bahkan untuk tugas yang memerlukan gerakan tangan yang halus dan presisi, sangat kecil.

Skenario yang sama berlaku untuk sistem AR. Tingkat kenyamanan mereka harus melampaui kegunaannya. Orang menginginkan perangkat ringan yang hampir tidak terasa. Bentuk idealnya seperti kacamata tradisional dengan berat yang serupa.

Mengapa Waveguide Menjadi Kendala untuk Headset AR

Pada inti masalah pasar AR adalah cara teknologi menampilkan gambar. Optik AR menggunakan lapisan waveguide yang membantu dispersi kromatik, mengarahkan gambar virtual ke mata Anda. Saat ini, sistem AR dapat memerlukan lapisan waveguide terpisah untuk setiap warna. Akibatnya, perangkat ini dapat memiliki 3-6 lembar kaca bertumpuk di setiap mata.

Selain itu, perangkat memerlukan coupler grating berlapis banyak agar berfungsi dengan baik. Sayangnya, perangkat ini memerlukan proses fabrikasi yang kompleks, mahal, dan memerlukan keahlian tingkat tinggi, menambah biaya mereka. Ketika Anda meninjau biaya ini, ditambah fakta bahwa perangkat ini tetap terlalu berat untuk aplikasi kepala yang ergonomis, jelas di mana insinyur harus memfokuskan upaya.

Dapatkah Metasurface Menyelesaikan Tantangan Desain AR?

Salah satu metode yang mendapat perhatian adalah penggunaan metasurface. Metasurface adalah resonator fotonik subgelombang yang dibuat khusus. Resonator dirancang untuk berulang pada interval tertentu, memungkinkan insinyur memodifikasi secara independen aspek kunci, termasuk amplitudo, fase, dan polarisasi. Sayangnya, solusi ini belum mencapai tujuan karena faktor seperti efisiensi rendah, aberasi kromatik, dan ketidakseragaman yang buruk.

Terobosan POSTECH: Metagratings Achromatik untuk AR

Menyadari kebutuhan akan sistem AR yang lebih maju, Profesor Junsuk Rho dan rekan-rekannya di POSTECH memperkenalkan proses pembuatan kacamata AR yang menghasilkan hasil setipis dan seterang kacamata resep biasa. Laporan¹ Single-layer waveguide displays using achromatic metagratings for full-colour augmented reality, yang dipublikasikan di Nature Nanotechnology, membahas bagaimana tim berhasil menciptakan tampilan waveguide lapisan tunggal menggunakan metagratings achromatik alih-alih beberapa lensa.

Sumber – POSTECH (Pohang University of Science and Technology)

Para insinyur menggabungkan substrat waveguide lapisan tunggal dengan coupler bebas dispersi untuk membuat sepasang kacamata AR yang dapat menangani semua warna dalam satu lapisan kaca. Sebagai bagian dari pendekatan ini, tim beralih ke teknik yang disebut metagrating achromatik. Strategi ini menghilangkan kebutuhan akan beberapa lapisan, mengurangi biaya produksi, kompleksitas, dan waktu.

Bagaimana Peneliti Merancang Tampilan Lapisan Tunggal

Para insinyur memanfaatkan susunan periodik nanostruktur persegi panjang untuk mencapai tujuan mereka. Permukaan yang dibuat khusus ini mampu menyebarkan cahaya merah, hijau, dan biru ke arah yang sama. Sebagai bagian dari pendekatan ini, tim mengintegrasikan silikon-nitrit (Si₃N₄) berskala nano dalam pilar yang ditempatkan khusus di dalam struktur. Pilar-pilar ini memungkinkan insinyur menyesuaikan kreasi mereka sesuai kebutuhan.

Algoritma Canggih Meningkatkan Kontrol Cahaya pada Kacamata AR

Tim beralih ke algoritma optimasi topologi stokastik untuk memastikan perangkat mencapai efisiensi maksimum. Desain ini memungkinkan ilmuwan mengarahkan cahaya untuk mencapai sudut propagasi achromatik dalam substrat waveguide tunggal. Pendekatan ini memungkinkan tim menciptakan gambar proyeksi yang berkelanjutan dan berkualitas tinggi.

Ergonomi Lebih Baik: Keuntungan Eyebox 9mm

Salah satu komponen inti perangkat adalah eyebox-nya. Para insinyur perlu memastikan ergonomi dan tingkat kenyamanan yang luar biasa. Oleh karena itu, mereka menentukan bahwa eyebox berukuran 9 mm merupakan bentuk dan ukuran yang ideal. Mereka mencatat bahwa eyebox yang lebih besar memberikan kualitas gambar yang konstan dan dapat mempertahankan ketajamannya, bahkan jika pemakai mengalihkan pandangan ke arah yang berbeda.

Menguji Prototipe Kacamata AR Baru

Tim menguji desain mereka selama beberapa hari. Mereka berhasil menciptakan gambar berwarna penuh yang menawarkan warna hidup dan gambar yang presisi. Peneliti menggunakan waveguide lapisan tunggal setebal 500 µm sebagai bagian dari pengujian. Tampilan waveguide realitas tertambah berwarna penuh ini memberikan pemakai alternatif yang ringan dan nyaman dibandingkan pendahulunya.

Apa yang Ditemukan dari Pengujian? Kinerja dan Visual

Hasil pengujian menunjukkan bahwa pendekatan yang ditingkatkan sepenuhnya mampu mereproduksi gambar berwarna penuh dari desain yang sangat ringan. Pengaturan proprietari membantu menyelesaikan beberapa keterbatasan utama yang ditemukan pada desain optik near-eye realitas tertambah tradisional. Pertama, perangkat yang ditingkatkan menghilangkan blur warna. Selain itu, perangkat menunjukkan keseragaman yang superior dan memberikan gambar tampilan yang lebih terang.

Mengapa Antarmuka AR Baru Ini Dapat Mengubah Segalanya

Berbagai manfaat menjadikan antarmuka AR baru ini sukses. Pertama, ia mengurangi faktor bentuk dan berat perangkat, memungkinkan seseorang memakai unit kepala AR dengan nyaman untuk periode yang lama. Desain ultra-tipis dan ringan ini dimungkinkan karena waveguide hanya berukuran satu per seratus diameter rambut manusia. Berikut beberapa manfaat penting lainnya yang tidak boleh diabaikan.

Gambar Berkualitas

Sistem AR baru memberikan gambar dengan kualitas lebih baik. Pengurangan lapisan panjang gelombang membantu meningkatkan kecerahan dan kualitas. Sistem ini tidak boleh mengorbankan grafis demi meningkatkan ergonomi. Secara khusus, desain ini meningkatkan semua aspek sekaligus mengurangi berat keseluruhan.

Biaya Produksi

Memproduksi kacamata AR canggih merupakan tugas yang memakan waktu dan mahal. Karena mayoritas kacamata saat ini memerlukan 3-6 waveguide per unit, biaya pembuatan perangkat jauh lebih tinggi dibandingkan unit grating gelombang tunggal. Para insinyur ini memperkenalkan proses produksi yang dipangkas dan lebih sederhana yang memberikan hasil lebih baik.

Dapat Diskalakan

Manfaat kunci lainnya adalah bahwa pengaturan kacamata AR baru dapat disesuaikan. Pengaturan ini dapat diubah untuk mendukung fabrikasi area luas. Pendekatan ini akan memungkinkan lebih banyak produsen masuk ke pasar, meningkatkan kompetisi dan inovasi.

Kapan Kacamata Ini Bisa Masuk Pasar?

Ada banyak penggunaan untuk teknologi ini. Pertama, studi ini memperkenalkan tampilan AR generasi berikutnya yang dapat diintegrasikan ke dalam berbagai industri. Dari dokter yang menggunakan teknologi ini untuk melakukan operasi kompleks, hingga pilot militer yang melesat melewati pertahanan udara, bahkan hingga menemukan penawaran terbaik di pusat perbelanjaan Anda, sistem ini ditujukan untuk penggunaan tingkat lanjut.

Linimasa Antarmuka AR

Tidak ada linimasa yang disebutkan oleh para insinyur. Namun, permintaan besar akan antarmuka AR yang lebih baik, bersama dengan tingkat pertumbuhan industri yang mengesankan, membuat asumsi bahwa teknologi ini akan masuk pasar dalam waktu kurang dari 5 tahun menjadi aman. Teknologi untuk menyelesaikan tugas ini sudah tersedia, dan produsen bersemangat menurunkan harga sambil menyediakan produk yang lebih baik ke pasar.

Peneliti Antarmuka AR

Studi antarmuka AR diprakarsai oleh Seokil Moon, Seokwoo Kim, Joohoon Kim, Chang‑Kun Lee, dan Junsuk Rho. Tim ini telah bekerja dengan sistem AR sebelumnya, dan peningkatan terbaru ini merupakan puncak dari bertahun-tahun penelitian.

Perlu dicatat, studi ini mendapat dukungan dari Samsung Research, POSCO (PKX ) Holdings N.EX.T Impact, Proyek Alkemis Kementerian Perdagangan, Industri, dan Energi, Program Dukungan Penelitian Konvergensi Global Kementerian Ilmu Pengetahuan dan ICT, serta Program Peneliti Menengah Karir.

Langkah Selanjutnya: Bermitra untuk Komersialisasi AR

Ada banyak potensi komersialisasi ketika membahas antarmuka AR yang ditingkatkan. Sistem ini dapat menjadi umum seperti ponsel Anda suatu hari. Oleh karena itu, para insinyur kini mencari mitra industri dan manufaktur untuk membantu mewujudkan konsep ini ke produksi.

Pemain Komersial yang Diposisikan untuk Mendapat Manfaat dari Inovasi AR

Pasar AR adalah sektor kompetitif yang terus melihat lebih banyak produsen dan desainer masuk ke bidang ini. Pertumbuhan pasar merupakan hasil langsung dari peningkatan permintaan konsumen akan produk AR canggih.

Seiring lebih banyak perusahaan merespons permintaan ini, jelas bahwa beberapa perusahaan terus memimpin perlombaan. Berikut satu perusahaan yang memiliki posisi pasar yang sangat baik dan kemampuan mengintegrasikan temuan studi AR terbaru untuk meningkatkan profitabilitasnya.

Advanced Micro Devices, Inc. 

Advanced Micro Devices Inc. (AMD ) masuk pasar pada 1969 sebagai produsen chip. Startup Silicon Valley ini didirikan oleh Jerry Sanders untuk mendukung sistem komputer yang lebih maju dan lebih cepat. Sejak peluncurannya, AMD telah berkembang menjadi salah satu nama terkemuka dalam manufaktur chip dan sektor AR.

Hari ini, AMD dikenal karena prosesor canggihnya yang mendukung komputasi berperforma tinggi, teknologi visualisasi, dan grafis yang ditingkatkan. Selain itu, perusahaan terus memperluas posisinya dalam pasar AR. Saat ini, AMD memainkan peran penting dalam industri AR, menyediakan chip canggih untuk mendukung aplikasi generasi berikutnya.

AMD adalah salah satu nama terbesar di sektor teknologi. Saat ini ia memiliki kemitraan strategis dengan berbagai konglomerat. Misalnya, chip AMD adalah yang memberi tenaga pada PlayStation 5 Sony dan konsol game Series X|S Microsoft (MSFT ).

Posisi ini membantu AMD mengamankan kapitalisasi pasar $166.75B bersama valuasi $164.17B. Saat ini, saham perusahaan memiliki rasio PE trailing sebesar 75.08 dan rasio PE forward sebesar 24.28. Menurut catatan perusahaan, AMD memperoleh pendapatan $27.75B dan laba $2.23B tahun ini. Mereka yang mencari perusahaan terkemuka dengan pijakan di sektor AR yang sedang berkembang sebaiknya melakukan riset lebih lanjut tentang AMD.

Pemikiran Akhir: Membawa AR ke Kehidupan Sehari-hari

Menarik melihat bagaimana teknologi yang dulu terasa seperti fiksi ilmiah kini berada di ambang menjadi barang penggunaan sehari-hari. AR secara signifikan meningkatkan kemampuan Anda dan membantu menciptakan masyarakat yang lebih kompeten. Untuk mencapai tujuan ini, desain AR harus terlebih dahulu menaklukkan keinginan dasar manusia seperti kenyamanan dan keandalan. Jika mereka dapat mencapai tujuan tersebut, potensi teknologi ini tak terbatas ke depannya.

Pelajari proyek AR dan VR keren lainnya sekarang.

Studi yang Dirujuk:

^{1. Moon, S., Kim, S., Kim, J. et al. Single-layer waveguide displays using achromatic metagratings for full-colour augmented reality. Nat. Nanotechnol. (2025). https://doi.org/10.1038/s41565-025-01887-3}