Investigadores del MIT han desarrollado una nueva forma de reinventar la tecnología de la década de los 60 en una oportunidad de experiencia de realidad virtual. Han creado una nueva inteligencia artificial que genera hologramas 3D en tiempo real. Aseguran que el método está basado en un aprendizaje profundo tan eficiente que puede ejecutarse desde una computadora portátil en un abrir y cerrar de ojos. 

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Esto va totalmente en contracorriente con la idea de que la generación de hologramas en 3D en tiempo real, es imposible bajo las condiciones de hardware existentes y más usados por los consumidores de tecnología. 

Reinventar los hologramas

Los hologramas no son cosa de la actualidad, de hecho forman parte de la historia tecnológica desde hace ya más de cinco décadas. Aunque los primeros hologramas se registraron ópticamente y tenían una base sumamente simple; darle profundidad a una imagen estática.  

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Pero hoy en día, la holografía puede utilizarse en imágenes en movimiento y generarlas casi instantáneamente gracias a investigadores del MIT. Con anterioridad esto ya se había buscado, no obstante, el proceso casi siempre requiere de una supercomputadora para realizar las simulaciones físicas. Además de grandes recursos y tiempo para generar imágenes que no alcanzan la calidad de foto-realismo. 

Para evadir estos obstáculos, el equipo dirigido por Liang Shi, quien es estudiante de doctorado en el Departamento de Ingeniería Eléctrica y Ciencias de la Computación del MIT, abordó otro enfoque llamado holografía tensorial. Básicamente dejaron que la inteligencia artificial utilizara sus propios recursos para aprender por sí sola la física del holograma. 

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Holografía tensorial con aprendizaje profundo

Utilizaron el aprendizaje profundo para acelerar la holografía generada por computadora, lo que permitió la generación de hologramas en tiempo real. Lo lograron gracias a la creación de una red neuronal artificial convolucional, una técnica de procesamiento que utiliza una cadena de tensores entrenables para imitar aproximadamente cómo los humanos procesan la información visual. 

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En sólo milisegundos, la holografía tensorial es capaz de generar hologramas a partir de imágenes con información de profundidad, proveniente de imágenes típicas de computadora. Los cálculos los proporciona la configuración multicámara o un sensor LiDAR, que son sensores que ya se encuentran en los smartphones más recientes. Sorprendentemente toda la red neuronal artificial para la generación de hologramas en 3D cabe en tan sólo 1 MB de memoria. 

holograma
Esta figura muestra la demostración experimental de proyección holográfica 2D y 3D. La fotografía de la izquierda está enfocada en el juguete del ratón (en el cuadro amarillo) más cercano a la cámara, y la fotografía de la derecha está enfocada en el calendario de escritorio perpetuo (en el cuadro azul). Crédito: Liang Shi.

Esto abre una ventana nueva hacia la tecnología de realidad virtual que hasta ahora ha generado diversos malestares con su uso. Pese a que la realidad aumentada finalmente son imágenes en 2D que mediante juegos visuales dan el aspecto de 3D, son causa de mareos y dolores de cabeza en muchos de los usuarios. Shi está convencido de que su tecnología de creación de hologramas 3D en tiempo real, podría allanar el campo de la realidad virtual y las impresiones en tercera dimensión. 

Referencias: 
Shi, L. Li, B. Kim, C. Kellnhofer, P. Matusil, W. (2021).  Towards real-time photorealistic 3D holography with deep neural networks. Nature 591, 234–239. DOI

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