Un « hologramme » de lapin en 3D créé par lévitation d’un écran
Des ondes sonores ultrasoniques ont été utilisées pour faire léviter des objets dans des salles bondées afin de créer des écrans semblables à des hologrammes. Cette lévitation acoustique n’était auparavant possible que dans des espaces vides, mais un nouvel algorithme permet de réajuster rapidement les ondes sonores lorsqu’elles rencontrent un obstacle afin de maintenir l’objet en lévitation.
Une lévitation acoustique
Les ondes sonores sont constituées de particules d’air qui se déplacent ensemble. Si elles sont manipulées de la bonne manière, elles peuvent capter et déplacer des objets. Toutefois, si les ondes sonores se heurtent à un autre objet qui les réfléchit ou les disperse, l’objet en lévitation peut s’effondrer.
Ryuji Hirayama, de l’University College London, et ses collègues ont déjà utilisé le son pour faire léviter des perles lumineuses et créer des formes 3D flottantes. Maintenant, ils ont mis au point une technique informatique qui leur permet de faire léviter et de manipuler des objets au-dessus de surfaces bosselées et d’objets proches.
Hirayama et ses collègues ont utilisé 256 petits haut-parleurs disposés en grille pour faire léviter des objets avec des ondes ultrasonores de forme précise. Lorsque ces ondes sonores rencontraient des objets qui les auraient normalement dispersées, comme un mur ou une plante d’intérieur, un algorithme informatique ajustait rapidement leur forme pour maintenir la lévitation.
Les chercheurs ont démontré leur technique en imprimant en 3D un petit lapin en plastique, puis en faisant léviter des objets à proximité. Dans une expérience, ils ont fait voler des perles lumineuses autour du lapin sous la forme d’un papillon dont les « ailes » pouvaient être contrôlées par le mouvement des doigts d’un chercheur.
Un hologramme de lapin en apparence 3D
Dans une autre expérience, ils ont fait léviter un morceau de tissu presque transparent au-dessus du lapin et l’ont fait tourner pendant qu’un projecteur projetait des images du lapin sur le tissu. Le résultat était un hologramme de lapin en apparence 3D qui flottait au-dessus de son homologue en plastique.
Ils ont également fait léviter une goutte de peinture au-dessus d’un verre d’eau. Ils ont ainsi montré que leur algorithme fonctionne même lorsqu’ils suspendent des objets qui peuvent changer de forme au-dessus d’une surface qui peut osciller en réfléchissant le son.
Selon Bruce Drinkwater, de l’université de Bristol, au Royaume-Uni, cette nouvelle technique pourrait être utilisée pour projeter des informations ayant un fort impact sur les expositions dans les musées ou les publicités. Elle pourrait également être employée en ingénierie chimique, en utilisant les ondes sonores pour mélanger des matériaux sans que personne n’ait à les toucher. Cette nouvelle méthode semble plus robuste que les précédentes, de sorte qu’elle pourrait rendre la lévitation acoustique pratique à plus grande échelle, dit-il.
Rendre cette technologie plus pratique en temps réel
M. Hirayama précise que, jusqu’à présent, ses collègues et lui-même n’ont envisagé la lévitation acoustique que dans des espaces remplis d’objets diffusant des sons qui ne bougent pas du tout ou qui ne bougent que de quelques manières prévisibles, comme une main essayant de toucher un hologramme en lévitation.
Leur prochain objectif est de perfectionner leur manipulation d’objets en l’air en utilisant le son lorsque tout ce qui se trouve dans la pièce bouge de manière inattendue et imprévue. « Nous voulons rendre cette technologie pratique et la faire réagir aux objets en temps réel », explique-t-il.
Cette recherche a été publiée dans Science Advances.
Source : New Scientist
Crédit photo : Ryuji Hirayama, University College London