Förstärkt och virtuell verklighet
Lätta AR‑glasögon för en mer realistisk vardagsanvändning
Ett team av POSTECH-forskare har precis presenterat en ny metod för att skapa ultratunna, lätta Augmented Reality (AR)-glasögon. Den uppdaterade metoden kan hjälpa till att göra AR realistisk för vardagsanvändning och inleda en ny teknologisk era inom flera sektorer. Så här kan detta team driva AR‑adoption till nya höjder under de kommande åren.
Vad är Augmented Reality och varför är det viktigt?
Augmented reality (AR) avser att blanda den digitala och den verkliga världen i ett sömlöst gränssnitt. Begreppet har funnits sedan 1968, när Harvard-datorvetenskapsmannen Ivan Sutherland, även känd som datorgrafikens fader, först presenterade sin AR‑huvudmonterade display.
Det dröjde till 2008 innan de första kommersiellt tillgängliga AR‑systemen började dyka upp. I detta fall kombinerade en tysk reklambyrå tekniken med en magasinannons som, när den hölls framför en datorkamera, gjorde det möjligt för användaren att manipulera magasinets bild på skärmen.
Sedan dess har AR upplevt enorm tillväxt inom tillverknings-, underhållnings- och militära sektorer. Du kan hitta AR‑system överallt idag. Från headseten som bärs av avancerade stridsflygplanspiloter till populära mobilspel som Pokémon GO, fortsätter AR‑tekniken att omforma hur vi interagerar med världen.
Hur stor är Augmented Reality‑marknaden år 2024?
Det finns en stark önskan bland tillverkare att göra AR till en vardagsteknik. Detta driv kan ses i marknadens tillväxt. År 2024 nådde AR‑marknaden ett värde på 42,48 miljarder dollar. Enligt den senaste Immersive Entertainment—Global Strategic Business Report 2024 låg den globala marknaden för Immersive Entertainment på 133,6 miljarder dollar 2024. Imponerande nog förutspås den globala AR‑marknaden växa med en sammansatt årlig tillväxttakt (CAGR) på 42,36 %. Denna tillväxt innebär att marknaden år 2029 kommer att vara värd över 248,38 miljarder dollar.
Vad hindrar vardagliga AR‑glasögon?
Trots den förutsagda tillväxten och en stadig ökning av tillverkare finns det fortfarande många problem med dagens AR‑system som måste lösas innan de kan lyfta. För det första är huvudbonaden för dessa enheter för skrymmande och tung.
AR‑användare kan inte riktigt uppleva daglig användning eftersom enheterna är för obekväma för långvarig bärning. Föreställ dig om din smartklocka vägde ett pund. Det är liten chans att du skulle överväga att bära den hela dagen, eller ens för uppgifter som kräver känsliga och precisa handrörelser.
Samma scenario gäller för AR‑system. Deras komfortnivå måste överträffa deras nytta. Folk vill ha en lätt enhet som knappt märks. Den idealiska formfaktorn skulle vara som traditionella glasögon och väga ungefär lika mycket.
Varför waveguides är en flaskhals för AR‑headsets
I kärnan av AR‑marknadens problem ligger hur tekniken visar bilder. AR‑optiken använder waveguide‑lager som hjälper till med kromatisk dispersion och leder virtuella bilder till ditt öga. För närvarande kan AR‑system kräva ett separat waveguide‑lager för varje färg. Därför kan dessa enheter ha 3–6 staplade glasplattor i varje öga.
Dessutom behöver enheterna flerskikts‑gitterkopplare för att fungera korrekt. Tyvärr kräver dessa enheter komplexa tillverkningsprocesser som är dyra och kräver hög kompetens, vilket ökar deras kostnad. När du granskar dessa kostnader, i kombination med att enheterna fortfarande är för tunga för ergonomiska huvudmonterade tillämpningar, blir det tydligt var ingenjörer måste fokusera.
Kan metasurfaces lösa AR‑designutmaningar?
En metod som har fått viss uppmärksamhet är användningen av metasurfaces. Metasurfaces är speciellt tillverkade subvåglängds‑fotonaresonatorer. Resonatorerna är designade för att upprepas med vissa intervaller, vilket gör det möjligt för ingenjörer att oberoende modifiera nyckelaspekter, inklusive amplitud, fas och polarisation. Tyvärr har denna lösning inte nått sina mål på grund av faktorer som låg effektivitet, kromatisk aberration och dålig homogenitet.
POSTECH:s genombrott: achromatiska metagitter för AR
Genom att inse behovet av mer avancerade AR‑system introducerade professor Junsuk Rho och kollegor vid POSTECH en tillverkningsprocess för AR‑glasögon som ger resultat lika tunna och lätta som vanliga receptglasögon. Rapporten1 Single-layer waveguide displays using achromatic metagratings for full-colour augmented reality, publicerad i Nature Nanotechnology, går in på hur teamet kunde skapa en single‑layer waveguide‑display med achromatiska metagitter istället för flera linser.
