Ateitis yra tai, ką dabar sukuria ir atranda mokslininkai. Kelionės į ateitį visuomet žavėjo žmones, tačiau labai mažai kam teko su tuo susipažinti iš arčiau. Dabar galimybę pakeliauti laiku turite ir Jūs, nes mokslo populiarinimas tampa vis labiau prieinamas. Nuo 2026 m. balandžio mėn. įgyvendiname mokslo populiarinimo projektą „Mokslas arčiau tavęs“, kuris iš dalies finansuojamas Medijų rėmimo fondo, skirsiančio 6200 eurų paramą.
Dalis šio mokslo populiarinimo vyksta per rubriką „Fizika prie kavos“, kuri yra laidos „Mokslo sriuba“ dalis. „Mokslo sriubą“ galima ragauti kiekvieną sekmadienį 14.05 val. per LRT Plius, o išalkus dar - www.mokslosriuba.lt. Ši rubrika, be kitų įdomių temų, nagrinėja ir hologramų pasaulį.
Hologramos kasdienybėje ir fantastikoje
Ar pastebėjote ant savo banko ar asmens tapatybės kortelės mažą blizgantį lipduką? Siekiant apsaugoti svarbius ir vertingus daiktus nuo klastojimo, šiais laikais tapo įprastine praktika ant jų užklijuoti hologramas. Tačiau kur pasidėjo tos hologramos, kurias prieš dešimtmečius įsivaizdavo mokslinės fantastikos autoriai - žmogaus dydžio projekcijas, leidžiančias bendrauti per atstumą tarsi būtumėte vienas greta kito? Ir kaip hologramos apsaugo nuo klastočių? Pakalbėkime apie tai tiesiai iš Fizinių ir technologijos mokslų centro, nagrinėdami temą „Fizika prie kavos: Ką reikėtų žinoti apie hologramas?“. Tai, ką iki šiol matėme fantastiniuose filmuose, pamažu tampa realybe.
„GLUK media“ inovacija: ore valdoma holografinė sąsaja „Holograil“
Įmonė „GLUK media“, iki šiol kūrusi įspūdingus virtualios realybės vaizdus, pristatė naują holografinę atvaizdavimo sąsają „Holograil“, valdomą ore. Ši technologija žada perversmą įvairiose srityse - nuo medicinos iki pramogų.
Iki šiol matytos „hologramos“ dažniausiai būdavo tik vaizdo projekcijos ant specialios plėvelės, vandens garų ar kitų paviršių. „Jos gražiai atrodydavo iš pakankamai didelio atstumo", - teigia įmonės „GLUK media“ direktorius Simas Chomentauskas. Tačiau tikroji holograma yra atvaizduojama tiesiog ore. „GLUK Media“ pavyko ištobulinti šią technologiją iki tokio lygio, kad hologramą galima liesti ir per ją valdyti įvairius įrenginius, pavyzdžiui, apšvietimą, garso sistemas ar inžinerines sistemas.
Pandemijos įkvėpta inovacija
Įdomu, jog tokios technologijos idėja gimė COVID-19 pandemijos pradžioje. Bendrovės technikai suprato, kad liečiami ekranai tokioje situacijoje nėra idealus sprendimas, nes žmonės stengiasi kuo mažiau liesti paviršius. Ore liečiamas ekranas būtų visiškai saugus naudoti net ir ten, kur juo naudojasi daugybė žmonių. Be to, jis puikiai veiktų ir su pirštinėmis.
Pritaikymo galimybės ir demonstruojami sprendimai
Šį rudenį įmonė pristatė kelias sukurtas ore liečiamas hologramas technologijų parodoje „Balttechnika“ ir tarptautinėje informacinių technologijų konferencijoje „Build Stuff“. S. Chomentauskas teigia, kad pirmą kartą pamačiusiems šią hologramą lieka didelis įspūdis. Dėl geros vaizdo raiškos, matomų smulkių detalių, holograma gali būti pritaikoma medicinos sektoriuje. Ore atvaizduojamos hologramos nereikia valyti, ji mechaniškai nesugenda, nesulaužoma ir veikia bet kokiomis sąlygomis.
Žinant potencialias hologramos pritaikymo sritis, galima pradėti kurti ir turinį, kuris bus atvaizduojamas. Šiuo metu įmonė yra sukūrusi kelias hologramas, kurių kiekviena leidžia perprasti skirtingas technologijos pritaikymo galimybes. Viena iš hologramų - ore „kabanti“ klaviatūra, kuria galima pakankamai tiksliai rinkti tekstą ir skaičius. Kita - lazeriais nuskenuotas muziejaus eksponatas, atvaizduojamas kaip 3D objektas ore. Vartotojas jį gali sukioti, padidinti ar sumažinti, apžiūrinėti iš visų pusių. Hologramos sistema „supranta“ įprastus gestus, kuriais valdome liečiamuosius ekranus, t.y. vaizdo didinimą, praslinkimą į šoną, norint pamatyti kitą nuotrauką. „Tai būtų galimybė muziejams demonstruoti tuos eksponatus, kurie saugomi saugyklose ir lankytojams nėra prieinami,“ - sako S. Chomentauskas.
Technologija galėtų praversti ir medicinos srityje, pavyzdžiui, operacinėje, kur viskas turi būti sterilu. S. Chomentauskas nori, kad ši technologija būtų ne tik įspūdinga, bet ir panaudota ten, kur šiandien liečiamojo ekrano naudojimas yra sudėtingas ir nepatogus.
Prognozuojama, kad technologiją panaudos pramogų organizatoriai, reklamos sektorius, tačiau ji tiktų ir gamybos įmonėse, kaip priemonė, padedanti aiškiau atvaizduoti gamybinius procesus. Įvaldžius kažkokią technologiją, jos kūrėjams tenka įdėti pastangų ir užčiuopti tą situaciją, kurioje geriausiai tiktų naujovę pritaikyti. Pasak S. Chomentausko, įmonės specialistų kompetencijos leistų demonstracinį turinį bet kurio sektoriaus įmonei sukurti per maždaug mėnesį. „Kai pradėjome eksperimentuoti su ore atvaizduojama holograma, nieko panašaus rinkoje dar nebuvo. Šiandien atsirado dar viena kompanija JAV, kuri taip pat eksperimentuoja“, - teigia S. Chomentauskas.
Holografijos istorija ir principai
Nors „GLUK media“ sukūrė ore valdomą holografinę sąsają, pati hologramos idėja nėra nauja. Holografija - tai elektromagnetinių (optinių, radijo, rentgeno) ar akustinių bangų lauko užrašymo ir atkūrimo metodas, grindžiamas koherentinių bangų interferencija ir difrakcija. Interferencinis vaizdas, susidaręs susikirtus objekto išsklaidytajai bangai su koherentine pamatine banga, užfiksuojamas holografinėje (bangoms jautrioje) terpėje, pavyzdžiui, fotografinėje plokštelėje. Toje terpėje užregistruotas interferencinis vaizdas vadinamas holograma.
Iš hologramos galima atkurti erdvinį (trimatį) objekto vaizdą, sukuriant realaus daikto iliuziją. Ši banga, patekusi į stebėtojo akį, sukelia tokį pat regėjimo pojūtį, kaip ir žiūrint į objektą tiesiogiai. Iš hologramos atkurtų elementariųjų bangų amplitudžių ir fazių pasiskirstymas erdvėje yra toks pat, koks buvo užrašant hologramą. Jos visos sudaro objekto išsklaidytąjį šviesos lauką, t. y. ten, kur anksčiau įrašomos hologramos atžvilgiu buvo objektas, sukuriamas jo menamasis atvaizdas. Artimi ir tolimi daiktai matomi vienodai ryškiai. Keičiant stebėjimo vietą galima matyti įvairias objekto detales.
Jei hologramos šviesai jautraus sluoksnio storis gerokai viršija interferencinio vaizdo erdvinį periodą (atstumą tarp interferencinių juostelių), hologramos vadinamos tūrinėmis (dar trimatėmis, arba storasluoksnėmis). Taikant storasluoksnių fotoemulsijų metodą, objekto vaizdus galima atkurti ir baltąja šviesa. Natūralių spalvų atvaizdą galima gauti, kai vienoje tūrinėje hologramoje įrašomi interferenciniai vaizdai, susidarę apšvietus daiktą trijų pagrindinių spalvų (pvz., RGB sistemoje - raudona, žalia ir mėlyna) monochromatinės šviesos bangomis, kartu sukuriančiomis baltosios šviesos pojūtį. Atkūrimo metu naudojant baltosios šviesos spinduolį trijų spalvų sutapdintus daikto atvaizdus žmogaus akis suvokia kaip vieną tūrinį natūralios spalvos objekto atvaizdą.
Holografijos pradininkai
Holografijos idėją 1948 m. iškėlė D. Gaboras, ji buvo realizuota sukūrus lazerius. Holografiją išplėtojo Emmettas Normanas Leithas ir Juris Upatnieksas (abu Jungtinės Amerikos Valstijos) - 1962 m. sukūrė neašinę hologramos įrašymo schemą. 1962 m. Jurijus Denisiukas (SSRS) panaudojęs G. J. Lippmanno fotografijos procesą pasiūlė priešpriešinių pluoštų schemą (iš hologramos vaizdas atkuriamas baltąja šviesa).
Holografijos pritaikymas moksle ir pramonėje
Holografija taikoma labai plačiai: taikomojoje optikoje, infraraudonojoje ir labai aukštų dažnių technikoje, rentgeno ir elektroninėje mikroskopijoje, akustikoje, radiolokacijoje, spektroskopijoje, medžiagotyroje ir kitose srityse. Holografija naudojama matuojant įvairių kūnų deformacijas, tiriant dujų srautų struktūrą, šalinant optinių sistemų ydas, gaminant difrakcijos gardeles, kuriant optinius atvaizdus, atpažįstant simbolius, saugant informaciją.
Ateities vizijos
Nors mokslinės fantastikos autoriai prieš dešimtmečius įsivaizdavo žmogaus dydžio projekcijas, leidžiančias bendrauti per atstumą tarsi būtumėte vienas greta kito, šiandien „GLUK media“ žengia didelį žingsnį link šios vizijos įgyvendinimo. Ore valdoma holografinė sąsaja atveria naujas galimybes ne tik pramogų ir reklamos sektoriuose, bet ir medicinoje, gamyboje bei kitose srityse, kur reikalingas patogus, saugus ir efektyvus informacijos atvaizdavimas bei valdymas. Ši technologija gali pakeisti tai, kaip mes bendraujame su technologijomis ir vieni su kitais.
Daugiau iš „Mokslo sriubos“
„Mokslo sriuba“ nuolat nagrinėja įvairias mokslo temas, pristatydama naujausius atradimus ir inovacijas. Tarp kitų aptariamų temų galima rasti tokias kaip: SARS-CoV-2 virusas Lietuvos audinių ūkiuose, kur pasakoja virusų tyrinėtojai Gytis Dudas ir M. Smičius; Visiškas kosmosas: ATLAS vanduo ir pirmosios žvaigždės; Viršgarsiniai skrydžiai: Konkordas ir naujasis NASA eksperimentinis orlaivis X-59; Ką galima padaryti su terahercinėmis bangomis? Pasakoja dr. Rusnė Ivaškevičiūtė-Povilauskienė; Navigacija be GPS: lietuviai siūlo sprendimą su kvantiniu magnetometru, pristato Akvilė Paskačimaitė; Visiškas kosmosas: Artemis II sugrįžimas, Mėnulio vandens kaupimasis ir Galaktikos halo šildymas; Išskirtinis interviu su Kalifornijos universiteto San Diege chemiku prof. Andrew Pun; „Artemis II“ „Orion“ kapsulės atidarymas vandenyne ir pirmosios astronautų emocijos Žemėje; Ar ateityje kosmose veiks gigavatų galios duomenų centrai? Pasakoja Karolina Juknaitė.
Pavyzdžiui, viename iš naujausių epizodų LRT PLIUS laidoje „Mokslo sriuba“ aptariamos tokios temos kaip pirmasis Lietuvoje jūrinis vėjo parkas ir pokalbis su Kalifornijos universiteto chemiku prof. Andrew Punu, kurį vedė Ingas Kančys.