3D You

一个研究人员团队可能会带来终极科幻幻想。

在汽车事故现场,几辆车被吞噬在汹涌的地狱中。消防员和其他救援人员到达现场并收到一份报告,即多个受害者被困在火红的残骸中。数百加仑的水很快被驱逐出灭火。在所有可能性中,车辆的居住者已经死了。尽管如此,消防员会检查每个闷烧的堆,并找到一个有淡淡的生命体征的人。

救援人员开始撬动车门,从底盘中脱离。然后,在魔术师的手中似乎是魔术师的诡辩之上,消防队员的工具只能在后面重新形成担架。受害者加载到光谱,临时床上,并从现场冲到等待的救护车。

船长吠叫订单 - 钻头结束了。消防员呼吸着浮雕,将担架和乘客放在地上,在那里他们似乎粉碎成十亿微小的碎片。

欢迎来到三维全息图的世界。但是,这些全息图,正式称为“动态物理渲染”,不仅仅是光和颜色的有关的有关,它们具有质量,重量和质地。它们实时地移动并互动,就像他们是实际的物理对象一样 - 甚至是实际的人。

如果看起来像科幻小说,那就是。但对于英特尔和卡内基梅隆大学的研究人员(CALNEGIE大学(CMU),科学小说成为科学事实可能比想象的任何人都更接近。


塑造
在三年前,一对计算机科学/工程师类型在头脑风暴会议上发现自己并与下一个大想法一起创作。

CMU计算机科学副教授的托德·莫尔德和Seth Goldstein击中了一个可以从根本上改变世界的想法。

默特里想到了一种能让人们投射他称之为“远程呈现”的技术 - 一种人类的偏远,三维表示。表示不仅仅是一种图像,而且是一种物理复制或模型。例如,该技术将通过创建会议参与者的栩栩如生的复制,更换电话和网络会议,全部在同一个房间。

“赛斯和我想出了这个项目的想法,”梅里召回。 “我们在由国家科学基金会(NSF)和计算研究协会赞助的研讨会上,我们应该被激发大概,大挑战 - 思想类型。

“赛斯有一个使用可能纳米技术的提案,但不一定是这样的,可以构建像机器人一样的小物体,这些机器人可以形成为形状。我们有点地实现了建立我想到的最佳方式[随着远程呈现]是通过赛斯的想法让事情形成为物理形状 - 在那里的东西而不是幻觉。“

Mowry和Goldstein相信他们已经进入了某些东西,并认为这项技术为构建他们称为“Claytronics Atom”或“CATOM”的东西。

当一个非常小的CATOM与数十亿的田鼠相结合时 - 以及一些强大的软件 - 可以编程该汞合金,以掌握任何用户想要的物理形状。

CMU提供了最初的资金来调查这个想法的可行性。这个概念很快吸引了那些看到潜力的其他人。

英特尔研究匹兹堡的高级研究员Jason Campbell,在该项目上加入了Mowry和Goldstein。现在额外资金来自英特尔,NSF和国防高级研究项目机构。随着研究从想法进入原型,Mowry休假了CMU,担任英特尔研究匹兹堡的研究总监。

经过三年的工作,该团队产生了多种模拟和捕获的大规模原型。田鼠是一个单独的单位,就像有机细胞一样,与他人结合时,形成一个物体。也喜欢电池,它需要电源,编程和粘性力。人体细胞使用能量,由大脑编程并通过各种力结合在一起,例如电磁或化学键。

“就硬件方面而言,我们开始在几个不同的尺度上构建原型 - 一些非常大的原型,可以复制我们想要的所有计算和其他组件。这些大约是两英寸,”Mowry说。 “和亚瑟姆·境界中的一些非常小的原型刚刚开始复制几何。我们期待,在即将到来,开始将晶体管放在那些中,这将为我们提供我们所需的计算。”

如果所有人都按计划进行,团队表示,最早的应用程序之一可能只有几年。他们称之为三维传真机。

使用Catoms Goldstein预测是直径的毫米 - 仍然非常大但功能 - 用户可以使用新的传真机捕获和再现任何任意物体,与SCI-Fi传送设备一样。

然而,与传送不同,机器仅重复对象,而不是实际将其发送到另一个区域设置。理想情况下,如果技术完善,捕捉将是如此小,他们可以模仿任何纹理。但是,尽管其笨拙的捕获,但Goldstein对三维传真机持乐观态度。

“我们看了很多其他应用程序,可能是在既有近距离的方式最让我令人信服,也是我们对它所做的要做多少工作,这是一个三维传真机的想法, “Goldstein说。 “似乎如此接近我的原因是你实际上并不需要实时动态移动。您需要构建的硬件机制是相当简单的。”

通过“动态运动”,Goldstein意味着这款三维传真机不必担心独立移动的对象 - 而不是复制,而是静止,无生命的东西。

捕获 - 硬件 - 是制作动态物理渲染现实的两个主要挑战之一。该团队认为,建造捕食是,虽然肯定是一个巨大的工程挑战,“令人着重的。”事实上,坎贝尔召回,从仅仅了解现实的第一个大跃进是他们有一个原型移动。

“当第一个原型摆动时,它急剧起飞 - 这仍然远离工作的东西 - 我们能够向人们展示。然后,我们兴趣了很多教师。然后突然突然项目在涉及的CMU人数方面大大增长。另一个大的飞跃是项目不仅仅是一个CMU项目,而且是一个英特尔项目。在去年,我们已经取得了相当大的进步。“

该团队对硬件方面进行了一些进展,试验了各种粘合力,如电场和电磁。目前,研究人员说,电场在显微镜呈现对象的规模上保持最惠的最新。挑战是对微观水平进行实验以确认他们的怀疑。这种实验难以且昂贵。

无论如何,团队非常有信心,随着“适当的投资”,可以建造捕捉。如果有任何内容项目,它将不会构建捕获,它将设计软件。该软件将是一个物体的大脑,告诉每个软件如何移动,发射的颜色光线是什么,在其他变量中会产生适当的纹理。

如果对象是人类副本,软件将命令的捕获数量将在数百亿美元中。

“在软件前面,我们在去年的一半和一半左右的方面取得了很大的进展,形成了形状和路线电力并开始控制一些这些设备 - 但我们有很长的路要走“梅里说。 “该软件是一个关键挑战。事实上,该软件比硬件更困难。”


Trek Tech.
对于Star Trek的粉丝:下一代,捕获豆类,3-D传真机和动态物理渲染声音很多,就像是星舰企业的宏伟幻想游乐场。

在电视剧上,船员经常光顾他们称之为Holodeck,这是一个栩栩如生的全息图以他们想象的任何场景所订的房间。明星迷航球迷是为了为展示作家想象的小工具和Gizmos而闻名 - 而不是霍洛伊德。

“它不远,”梅里说。 “在Holodeck的情况下,您可以想象构建整个交互环境。至少最初我们认为在多个地方有类似的环境,然后构建与您进行对话的人的复制品。最终右边。“

随着研究人员继续工作,他们必须弄清楚讨厌的问题,就像如何为事物供电,如何将硬件降到所需的大小,并百百万个其他细节。幸运的是,他们有关于如何解决大部分问题的想法。目前播放的解决方案是为存储捕获捕获的增值机,在增值税和成品对象之间直接连接。

自从开始以来,他们已经提到了捕获豆类的渲染作为克拉托克学 - 基本上是电子“粘土”的模塑进入最逼真的人造复制。虽然最终产品很长的路,但名称尤其高昂,考虑到割草说,所有它将需要到达下一个水平正在模制一个简单的几何形状。

“一旦我们有四个真实的单位,其中一个可以在另一个身上爬行并形成金字塔,我认为你会看到一个巨大的团体想要参与其中,”莫里预测。 “我认为我们的期望是没有一个群体可以解决这个问题,而是我们正在开始一个人,其中一旦他们意识到它就像我们认为的那样,许多人就会成为船上的地区。”
Chad Vander Veen是一位紧急管理杂志的前贡献编辑,以前担任FutureSturecure的编辑,以及政府技术和公共CIO杂志的副主编。