นักวิจัยสร้างโฮโลแกรม 3 มิติแบบเรียลไทม์โดยใช้ AI บนสมาร์ทโฟน

สมาร์ทโฟนอาจสามารถสร้างโฮโลแกรม 3 มิติที่มีลักษณะเหมือนจริงได้ไม่ช้า เนื่องจากนักวิจัยที่ MIT พัฒนา โมเดล AI ระบบ AI ที่ ทีม MIT พัฒนา จะกำหนดวิธีที่ดีที่สุดในการสร้างโฮโลแกรมจากชุดภาพเข้า

นักวิจัยจาก MIT ได้ออกแบบโมเดล AI ที่สามารถสร้างโฮโลแกรม 3 มิติที่มีลักษณะเหมือนจริงได้ เทคโนโลยีนี้อาจมีการใช้งานสำหรับหูฟัง VR และ AR และโฮโลแกรมสามารถสร้างได้โดยสมาร์ทโฟน

ไม่เหมือนกับจอแสดงผล 3 มิติและ VR ทั่วไปที่สร้างภาพลวงตาของความลึกและอาจทำให้เกิดอาการคลื่นไส้และปวดหัว จอแสดงผลโฮโลแกรมสามารถมองเห็นได้โดยไม่ทำให้เกิดอาการปวดตา อุปสรรคหลักในการสร้างสื่อโฮโลแกรมคือการรับมือกับข้อมูลที่ต้องการในการสร้างโฮโลแกรม โฮโลแกรมแต่ละชิ้นประกอบด้วยข้อมูลจำนวนมากที่จำเป็นในการสร้าง “ความลึก” ของโฮโลแกรม เนื่องจากสาเหตุนี้ การสร้างโฮโลแกรมจึงต้องใช้พลังการประมวลผลที่มาก ทีม MIT ใช้เครือข่ายประสาทเทียมแบบลึกในการแก้ปัญหานี้ โดยสร้างเครือข่ายที่สามารถสร้างโฮโลแกรมได้อย่างรวดเร็วจากภาพเข้า

วิธีการสร้างโฮโลแกรมแบบดั้งเดิมคือการสร้างชิ้นส่วนของโฮโลแกรมหลายชิ้นแล้วใช้การจำลองทางกายภาพเพื่อรวมชิ้นส่วนเหล่านั้นเข้าด้วยกันเพื่อสร้างภาพหรือวัตถุแบบครบถ้วน ซึ่งไม่เหมือนกับวิธีการสร้างโฮโลแกรมแบบดั้งเดิม ในวิธีการแบบดั้งเดิม ภาพจะถูกตัดออกเป็นชิ้น ๆ แล้วใช้ตารางค้นหามารวมชิ้นส่วนของโฮโลแกรมเข้าด้วยกัน โดยตารางค้นหาจะทำเครื่องหมายขอบเขตของชิ้นส่วนโฮโลแกรมแต่ละชิ้น การกำหนดขอบเขตของชิ้นส่วนโฮโลแกรมโดยใช้ตารางค้นหานั้นใช้เวลานานและต้องใช้พลังการประมวลผลมาก

ตามที่ IEEE Spectrum ระบุ ทีม MIT ได้ออกแบบวิธีการสร้างโฮโลแกรมแบบใหม่ โดยใช้พลังของเครือข่ายการเรียนรู้แบบลึกเพื่อสร้างโฮโลแกรมจากชิ้นส่วนของภาพที่สามารถนำมารวมกันใหม่เพื่อสร้างโฮโลแกรมได้โดยใช้ “ชิ้นส่วน” น้อยกว่ามาก เทคนิคใหม่นี้ใช้ประโยชน์จากความสามารถของเครือข่ายประสาทเทียมแบบลึกในการวิเคราะห์ภาพและแบ่งภาพออกเป็นชิ้นส่วนแยกกัน วิธีการวิเคราะห์และแบ่งภาพใหม่นี้ช่วยลดจำนวนการดำเนินการรวมที่ระบบต้องทำได้มาก

เพื่อออกแบบเครื่องสร้างโฮโลแกรมที่ใช้ AI ทีมวิจัยได้เริ่มต้นด้วยการสร้างฐานข้อมูลที่ประกอบด้วยภาพที่สร้างด้วยคอมพิวเตอร์ประมาณ 4,000 ภาพ โดยมีโฮโลแกรม 3 มิติที่สอดคล้องกันสำหรับแต่ละภาพ เครือข่ายประสาทเทียมแบบลึกได้รับการฝึกอบรมบนชุดข้อมูลนี้ โดยเรียนรู้ว่าแต่ละภาพเชื่อมโยงกับโฮโลแกรมอย่างไรและวิธีที่ดีที่สุดในการใช้คุณลักษณะเพื่อสร้างโฮโลแกรม เมื่อระบบ AI ได้รับข้อมูลที่ไม่เคยเห็นมาก่อนพร้อมข้อมูลความลึก ระบบสามารถสร้างโฮโลแกรมใหม่จากข้อมูลนั้นได้ ข้อมูลความลึกจะถูกส่งผ่านการใช้เซ็นเซอร์ lidar หรือจอแสดงผลหลายกล้องและแสดงเป็นภาพที่สร้างด้วยคอมพิวเตอร์ สมาร์ทโฟนรุ่นใหม่บางรุ่นจะมีส่วนประกอบเหล่านี้ ซึ่งหมายความว่าพวกเขาอาจสร้างโฮโลแกรมได้หากเชื่อมต่อกับจอแสดงผลที่เหมาะสม

ระบบโฮโลแกรมที่ขับเคลื่อนด้วย AI ใหม่นี้ต้องการหน่วยความจำน้อยกว่าวิธีการแบบดั้งเดิม ระบบสามารถสร้างโฮโลแกรม 3 มิติที่ 60 เฟรมต่อวินาทีในเต็มสีพร้อมความละเอียด 1920 x 1080 โดยใช้หน่วยความจำประมาณ 620 กิโลไบต์ขณะทำงานบน GPU ที่มีจำหน่ายทั่วไป นักวิจัยสามารถรันระบบของตนบน iPhone 11 โดยสร้างโฮโลแกรมประมาณ 1 โฮโลแกรมต่อวินาที ในขณะที่ Google Edge TPU ระบบสามารถแสดงโฮโลแกรม 2 โฮโลแกรมต่อวินาทีได้ ซึ่งแสดงให้เห็นว่าระบบสามารถปรับให้เหมาะสมกับสมาร์ทโฟน อุปกรณ์ AR และ VR โดยทั่วไป ระบบยังมีการใช้งานที่เป็นไปได้สำหรับการพิมพ์ 3 มิติแบบวอลูมตริกหรือการออกแบบกล้องจุลทรรศน์โฮโลแกรม

ในอนาคต การปรับปรุงเทคโนโลยีนี้อาจแนะนำฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์สำหรับการติดตามการเคลื่อนไหวของดวงตา ซึ่งช่วยให้โฮโลแกรมปรับขนาดความละเอียดได้อย่าง动态เมื่อผู้ใช้มองไปที่จุดเฉพาะ