La ciencia detrás de los hologramas que se pueden tocar y hasta manipular

El avance logrado por un equipo de investigadores de la Universidad Pública de Navarra (UPNA) está revolucionando la tecnología de interfaces visuales, acercando a la humanidad a la tan esperada era de los hologramas manipulables.

Este reciente descubrimiento permitió crear imágenes tridimensionales que flotan en el aire y con las que los usuarios pueden interactuar directamente, sin necesidad de dispositivos adicionales como anteojos o gafas de realidad virtual o equipos de manipulación complejos.

La doctora Elodie Bouzbib y su equipo una consiguieron una hazaña que cambia la forma en que interactuamos con la tecnología visual, permitiendo una experiencia inmersiva y accesible.

El término “holograma” suele evocarse en películas de ciencia ficción, pero lo que los investigadores de la UPNA crearon es un avance diferente: pantallas volumétricas interactivas, las cuales presentan gráficos tridimensionales que flotan en el aire y pueden verse desde diferentes ángulos, sin necesidad de lentes o pantallas 3D.

Bouzbib, investigadora principal de este trabajo, destaca la diferencia fundamental entre lo que la cultura popular entiende como hologramas y lo que realmente se logró: una pantalla que no requiere de dispositivos adicionales para su visualización o interacción.

Lo que distingue esta tecnología es la interacción directa. Tal como afirma Bouzbib, la pantalla permite que los usuarios “se acerquen e interactúen” con los gráficos tridimensionales, una característica que marca una gran diferencia respecto a otros avances previos. En lugar de depender de sistemas complejos o anteojos especiales, cualquier persona puede simplemente acercarse al dispositivo y comenzar a manipular objetos virtuales con sus propias manos, una experiencia mucho más natural y fluida.

El principal desafío al que se enfrentaban los dispositivos de pantallas volumétricas anteriores era la falta de interacción directa. A pesar de que se habían logrado crear representaciones tridimensionales flotantes, la interacción con ellas seguía siendo limitada. El equipo de la UPNA logró superar este obstáculo al permitir la manipulación de los gráficos, algo que hasta ahora había sido difícil de lograr.

El doctor Asier Marzo, líder de la investigación, explica cómo la capacidad de manipular gráficos tridimensionales de manera tan intuitiva transforma la experiencia de usuario en lugar de tener que interactuar con pantallas táctiles o con controles remotos, los usuarios pueden interactuar con objetos virtuales de una forma más parecida a cómo interactúan con los objetos físicos en el mundo real, como lo harían en sus teléfonos móviles o tabletas.

Este tipo de interfaz es particularmente útil en entornos donde la rapidez de interacción es crucial, como museos, exposiciones o puntos de información pública.

La tecnología, bautizada como FlexiVol, permite a los usuarios acercarse a las pantallas y comenzar a interactuar instantáneamente con los objetos virtuales. Esto elimina la necesidad de preparación y ajustes, algo que muchas veces resultaba incómodo y desalentaba la interacción. Marzo resalta cómo este avance permite una interacción colectiva, lo que resulta útil en espacios públicos donde varias personas pueden interactuar con la misma pantalla simultáneamente.

“Estamos acostumbrados a la interacción directa con nuestros teléfonos, donde pulsamos un botón o arrastramos un documento directamente con el dedo en la pantalla; es algo natural e intuitivo para los humanos. Este proyecto nos permite usar esta interacción natural con gráficos 3D para potenciar nuestras capacidades innatas de visión y manipulación 3D”, declaró el autor principal del estudio y catedrático de Informática de la Universidad Pública de Navarra.

El proyecto también tiene implicaciones significativas para quienes, por diversas razones, prefieren no utilizar dispositivos que se colocan en la cara o las manos, como es el caso de las gafas de realidad virtual o los guantes de interacción. Esta nueva tecnología ofrece una forma de disfrutar de experiencias inmersivas sin las barreras de los dispositivos tradicionales.

El sistema que han desarrollado los investigadores permite a los usuarios ver gráficos tridimensionales que flotan en el aire sin la necesidad de gafas o pantallas 3D. Este avance elimina los problemas típicos de las pantallas volumétricas tradicionales, que suelen estar limitadas por la tecnología que requiere gafas especiales o dispositivos adicionales para poder ver las imágenes correctamente.

La nueva tecnología utiliza un difusor elástico, un material que permite la proyección de imágenes tridimensionales de alta velocidad, alcanzando 2.880 imágenes por segundo. Gracias al fenómeno óptico de la persistencia de la visión, las imágenes proyectadas adquieren un volumen completo, a pesar de ser proyectadas sobre el difusor que oscila rápidamente.

El uso de un difusor elástico también presenta una ventaja única: no representa un riesgo para los usuarios al entrar en contacto con él. A diferencia de los difusores tradicionales, que pueden ser rígidos y peligrosos, este material elástico permite a los usuarios interactuar directamente con los gráficos tridimensionales sin riesgo de lesiones, aunque requiere una calibración especial para mantener la precisión de las imágenes mientras se manipulan.

En este aspecto, el avance de FlexiVol resolvió un problema clave que hasta ahora había limitado el uso de pantallas volumétricas comerciales: la interacción práctica y segura. El equipo de la UPNA superó las dificultades que surgían con los difusores rígidos, lo que ahora permite que los usuarios puedan interactuar con el contenido 3D de una manera completamente nueva.

Las aplicaciones de esta tecnología son vastas y abarcan una gran variedad de campos. En el ámbito educativo, los estudiantes podrán interactuar con gráficos tridimensionales que representen conceptos complejos, desde modelos anatómicos hasta simulaciones de procesos científicos. La posibilidad de interactuar con estos modelos de forma natural abrirá nuevas puertas al aprendizaje colaborativo y a la comprensión de conceptos que antes solo podían ser visualizados en pantallas planas.

Los museos y exposiciones también se beneficiarán enormemente de esta tecnología. La interacción con las exhibiciones en 3D permitirá que los visitantes no solo observan, sino que toquen y manipulen los objetos virtuales, creando una experiencia inmersiva y participativa. Esta innovación podría transformar la manera en que las personas interactúan con el arte y la historia, pasando de una observación pasiva a una experiencia activa.

En el ámbito profesional, la arquitectura, la ingeniería y otras disciplinas que requieren de la visualización de modelos 3D se verán igualmente transformadas. Los diseñadores y arquitectos podrán manipular modelos en tiempo real, lo que facilitará la toma de decisiones y la colaboración entre equipos.

La posibilidad de trabajar con gráficos tridimensionales de manera intuitiva eliminará barreras tecnológicas, haciendo que el proceso creativo sea más fluido y eficiente.

En cuanto a los avances futuros, los investigadores están trabajando para agregar sensaciones táctiles a las imágenes visuales, lo que aumentará aún más la inmersión. El equipo de la UPNA también está estudiando la posibilidad de expandir el tamaño de las pantallas volumétricas para que las personas puedan interactuar con un holograma a escala humana, en lugar de solo con pequeñas representaciones tridimensionales.

Este avance podría permitir que varias personas interactúen con un mismo holograma de forma simultánea y se sumergen aún más en la experiencia.

La tecnología que fue desarrollada en la UPNA representa un salto gigante hacia un futuro donde la interacción con gráficos tridimensionales se vuelve natural, fluida e intuitiva. Con aplicaciones que abarcan desde la educación hasta el entretenimiento y la industria, esta innovación promete cambiar la forma en que experimentamos el mundo digital.

El proyecto InteVol, financiado por el Consejo Europeo de Investigación (ERC), continuará desarrollando esta tecnología, con presentaciones previstas en la conferencia CHI 2025 en Japón, donde investigadores y empresas de todo el mundo se reunirán para debatir sobre los últimos avances tecnológicos.

Este avance tecnológico no solo representa un hito en el campo de la visualización interactiva, sino que también establece un precedente para la evolución de interfaces humanas más naturales y accesibles.

Como señala Marzo, este es solo el comienzo de un futuro lleno de posibilidades, donde la manipulación de objetos tridimensionales será tan natural como interactuar con nuestro teléfono móvil.