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Optimización de guías de ondas para realidad aumentada mediante técnicas de impresión 3D

Publicado el julio 17, 2024 por Carol S.

La realidad aumentada (RA) es una tecnología que ha avanzado significativamente en los últimos años. Su expansión ha sido impulsada por mejoras en hardware, software y aplicaciones prácticas. Aplicaciones en campos como el industrial, el de la medicina, la educación, el entretenimiento e incluso en el marketing. Cada vez son más los ámbitos que sacan provecho a esta innovadora forma de interactuar entre el mundo virtual y el real. Sin embargo, es una tecnología que aún se enfrenta a varios desafíos que frenan su adopción a gran escala. Uno de esos desafíos es el alto precio de fabricación de los dispositivos necesarios para experimentar la RA. Basta con hacer una búsqueda rápida en internet para darnos cuenta de que el precio de las gafas de RA es inaccesible para el consumidor promedio. No obstante, una nueva investigación promete haber encontrado la solución para una producción en masa y a bajo costo de guías de onda para este tipo de dispositivos. Y para sorpresa de todos, lo han logrado con ayuda de la impresión 3D.

Un grupo de investigadores de la Universidad de Melbourne ha publicado en la revista APL Photonics, una técnica vanguardista para fabricar guías de onda que resulta más barata que las técnicas de producción actuales. Las guías de onda son los componentes principales para la transmisión correcta de luz en los dispositivos de realidad aumentada. Estos componentes tienen la capacidad de mejorar la calidad de imagen, reducir el peso y volumen de los dispositivos, ampliar el campo de visión y optimizar el consumo de energía; razones suficientes para seguir desarrollándolos. Ahora, este equipo de investigadores se ha atrevido a usar la impresión 3D para facilitar la producción de dichas piezas y los resultados han sido exitosos.

¿Cuál ha sido el proceso para crear las guías de onda?

El funcionamiento de una guía de onda en dispositivos como los de Realidad Aumentada, implica varios principios ópticos y de ingeniería para superponer imágenes digitales sobre el entorno real. Los procesos de manufactura de estas ondas son complejos y hasta ahora, no hay una técnica asentada que permita la producción en masa. Sin embargo, este equipo de la Universidad de Melbourne ha puesto su atención en las ventajas que ofrece la impresión 3D con resinas transparentes para proponer un nuevo enfoque. De una forma general, su avance consistió en la optimización de la estructura geométrica convencional de las guías de onda teniendo en cuenta su fabricación y así desarrollaron una plataforma de impresión 3D rentable.

La optimización del proceso consistió en la creación de componentes para una guía de ondas geométrica con una impresora 3D DLP comercial. Unieron tres reflectores dieléctricos y otros componentes impresos con resina sensible a los rayos UV. Este método mostró mantener la calidad de la imagen y mejoró la rugosidad de la superficie sin necesidad de moldear, cortar o pulir, es decir que no se requirió ningún postratamiento. En sus resultados, los investigadores señalan que el precio de su diseño podría costar tan solo unos 5 dólares por guía de ondas.

¿Cuáles son las ventajas de usar la impresión 3D en dispositivos ópticos?

Además del bajo coste, este método ha demostrado que el uso de resinas especializadas minimiza la turbidez y muestran una baja contracción luego del curado con luz UV. Los frutos de esta investigación no solo abren nuevas vías para producir componentes ópticos para la RA, también abren vías en el campo más amplio de la óptica impresa en 3D.

Ranjith R. Unnithan, del Departamento de Ingeniería Eléctrica y Electrónica, ha declarado sobre el avance: «La intrincada naturaleza de las técnicas tradicionales de fabricación de RA y sus requisitos de alta precisión para las características ópticas se han convertido en barreras significativas para superar el coste de la producción en masa. El éxito de nuestro prototipo sugiere un potencial de aplicación y comercialización generalizadas». A partir de ahora, el equipo seguirá trabajando en el desarrollo y probando materiales para las guías de onda, con el fin de mejorar su rendimiento y durabilidad. De ser así, ¿será que pronto podremos comprarnos un par de gafas para realidad aumentada? Si quieres saber más sobre este estudio, haz clic AQUÍ.

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