باحثون يخترعون هولوجرامات ثلاثية الأبعاد مدعومة بالذكاء الاصطناعي في الوقت الفعلي على الهواتف الذكية

قد تكون الهواتف الذكية قادرة قريباً على توليد هولوجرامات ثلاثية الأبعاد متوافقة مع الواقع، بفضل نموذج الذكاء الاصطناعي الذي طوّره باحثون في ماساتشوستس. نظام الذكاء الاصطناعي الذي طوّره فريق ماساتشوستس يحدد أفضل طريقة لتوليد الهولوجرامات من سلسلة من الصور الإدخالية.

لقد صمم باحثون من ماساتشوستس مؤخراً نماذج ذكاء اصطناعي تمكن من توليد هولوجرامات ثلاثية الأبعاد متوافقة مع الواقع. يمكن أن يكون لهذه التقنية تطبيقات لنظارات الواقع الافتراضي والواقع المعزز، ويمكن حتى توليد الهولوجرامات بواسطة هاتف ذكي.

على عكس شاشات 3D والواقع الافتراضي التقليدية، التي تنتج مجرد وهم العمق والتي يمكن أن تسبب الغثيان والصداع، يمكن أن يرى الناس شاشات الهولوجرام دون أن تسبب إجهاد العين. حجر الزاوية نحو إنشاء وسائط هولوجرامية هو التعامل مع البيانات اللازمة لتوليد الهولوجرام. يتكون كل هولوجرام من كمية هائلة من البيانات، необходимة لإنشاء “العمق” الذي يتمتع به الهولوجرام. بسبب ذلك، يتطلب توليد الهولوجرامات عادة كمية هائلة من القوة الحاسوبية. من أجل جعل تقنية الهولوجرام أكثر واقعية، قام فريق ماساتشوستس بتطبيق الشبكات العصبية الضحلة التجميعية على المشكلة، مما أدى إلى إنشاء شبكة قادرة على توليد هولوجرامات بسرعة بناءً على الصور الإدخالية.

المنهج التقليدي لتوليد الهولوجرامات يتضمن أساساً توليد قطع عديدة من الهولوجرامات ثم استخدام محاكاة الفيزياء لدمج القطع في تمثيل كامل للكائن أو الصورة. هذا يختلف عن المنهج التقليدي المستخدم لتوليد الهولوجرامات. في الطريقة التقليدية، يتم تقطيع الصور وتستخدم جداول البحث للوصول إلى قطع الهولوجرام معاً، حيث تحدد جداول البحث حدود قطع الهولوجرام. عملية تحديد حدود قطع الهولوجرام مع جداول البحث هي عملية تستغرق وقتًا طويلاً وتستنفذ القوة الحاسوبية.

根据 IEEE Spectrum، صمم فريق ماساتشوستس طريقة أخرى لتوليد الهولوجرامات. باستخدام قوة الشبكات العصبية الضحلة، تمكنوا من تقطيع الصور إلى قطع يمكن إعادة تجميعها في هولوجرامات باستخدام عدد أقل من “القص”. تستفيد التقنية الجديدة من khảية الشبكات العصبية الضحلة لتحليل الصور وفرزها إلى قطع منفصلة. هذا الأسلوب الجديد لتحليل قطع الصور يقلل بشكل كبير من عدد العمليات الإجمالية التي يجب على النظام تنفيذها.

من أجل تصميم مولد الهولوجرام المدعوم بالذكاء الاصطناعي، بدأ فريق البحث ببناء قاعدة بيانات تتكون من حوالي 4000 صورة محوسبة، مع هولوجرام ثلاثي الأبعاد対応 لكل واحدة من هذه الصور. تم تدريب الشبكة العصبية الضحلة على هذه المجموعة من البيانات، حيث تعلم كيفية ربط كل صورة بهولوجرامها وأفضل طريقة لاستخدام الميزات لتوليد الهولوجرامات. عندما تم تزويد نظام الذكاء الاصطناعي ببيانات غير موضحة مع معلومات العمق، يمكنه بعد ذلك توليد هولوجرامات جديدة من هذه البيانات. يتم توفير معلومات العمق من خلال استخدام حساسات ليدار أو شاشات متعددة الكاميرات وتمثيلها كصورة محوسبة. بعض الهواتف الجديدة تملك هذه المكونات، مما يعني أنها قد تولد الهولوجرامات إذا كانت متصلة بشاشة من النوع الصحيح.

نظام الهولوجرام المدعوم بالذكاء الاصطناعي الجديد يحتاج إلى ذاكرة أقل بكثير من الطرق الكلاسيكية. يمكن للنظام توليد هولوجرامات ثلاثية الأبعاد بسرعة 60 إطارًا في الثانية باللون الكامل ودقة 1920 × 1080 باستخدام حوالي 620 كيلوبايت من الذاكرة أثناء التشغيل على وحدة معالجة رسومات واحدة متوفرة على نطاق واسع. تمكن الباحثون من تشغيل نظامهم على هاتف أيفون 11 لإنتاج حوالي هولوجرام واحد في الثانية، بينما يمكن لنظام جوجل إيدج تي بي يو تقديم هولوجرامين في الثانية. هذا يشير إلى أن النظام يمكن تعديله للهواتف الذكية وأجهزة الواقع الافتراضي والواقع المعزز بشكل عام. يمكن أن يكون للنظام تطبيقات أيضاً لطباعة ثلاثية الأبعاد الحجمية أو في تصميم مجاهر هولوجرامية.

في المستقبل، يمكن أن تroduce تحسينات التكنولوجيا أجهزة تتبع العين وبرامجها، مما يسمح للهولوجرامات بالscaling الديناميكي في الدقة عندما ينظر المستخدم إلى أماكن معينة.