Entrevistas    Españoles que cambian el mundo

El ‘grial’ de la holografía: se ve, se toca, habla y tiene sello español

Diego Martínez Plasencia ‘juega’ con los ultrasonidos para generar imágenes interactivas que flotan en el espacio, un hito protagonista de ‘Nature’

03 ENE. 2020
9 minutos
A la derecha, Diego Martínez Plasencia con dos compañeros de la Universidad de Sussex. / Universidad de Sussex

Aire, sonido y luz. Con esta materia prima, ¿qué sería usted capaz de construir? El español Diego Martínez Plasencia, maravillas. Su trabajo convierte los hologramas, tan populares en la ciencia ficción, en algo real, tangible, físico. Desde la Universidad de Sussex, en Reino Unido, ha logrado un hito que no ha pasado desapercibido para la revista Nature. Gracias a los ultrasonidos, sus imágenes ópticas no solo pueden ‘hablar’, también se pueden tocar.

Martínez llegó a la holografía por casualidad. Estudiaba Ingeniería Informática en la Universidad de Castilla-La Mancha y se había planificado los tiempos a la perfección: dedicaría el último curso al proyecto de fin de carrera… mientras estaba de Erasmus. Sus planes no salieron como había previsto. Cuando envió la solicitud para el programa de intercambio de estudiantes, su currículo llamó la atención del profesor evaluador. Le ofreció un contrato de investigación, algo que jamás se había planteado, pero la oportunidad resultaba muy tentadora. Así que guardó la maleta y entró en un nuevo campo: la realidad virtual.

Por aquel entonces (corría el 2005), esta tecnología estaba aún en pañales. "Los cascos eran súper caros, pesados y llenos de cables", comenta el ingeniero a INNOVADORES, "pero me encantó". Aún recuerda su primer desarrollo virtual, una habitación diseñada con cuatro polígonos. "Lo primero que hice fue mirar debajo de la mesa, la posibilidad de ver y moverte en 3D era impresionante".

Durante cuatro años, pudo trastear todos los "cacharros" de realidad virtual del momento, hasta que llegó el nuevo Gobierno autonómico. "La primera medida que tomó fue recortar todos los fondos de investigación a cero", señala. "Vi cómo toda la generación de investigadores anterior a mí se iba de España". Él también lo hizo.

En la Universidad de Bristol (Reino Unido) había un proyecto de investigación pionero. Allí se buscaba la forma de hacer pantallas sin necesidad de usar pantallas. Martínez se entusiasmó. "Estaba hasta el gorro de los cables y las limitaciones de la realidad virtual", reconoce. Lo mejor era que en su grupo, cada equipo probaba una cosa nueva. Unos trabajaban con ultrasonidos para crear sensaciones táctiles, otros con levitación.  

Fue ahí cuando a Martínez le picó la mosca de la holografía. "Es el grial de los displays 3D", asegura. "Un holograma permite captar toda la luz que un objeto desprende de una manera total", explica. "Mirarlo es como mirar un objeto real, puedes enfocar, tienes profundad de campo... son características que no te la da otro sistema".

El informático español empezó a detectar las similitudes entre los hologramas y los ultrasonidos con los que trabajaba su departamento. Ambos se basan en ondas, unas ópticas y otras acústicas. Así se dio cuenta de que las matemáticas que los describen son "iguales".

Su aproximación hacia la holografía, por tanto, se basa en los ultrasonidos. Comenzó haciendo levitar varias partículas que podrían sujetar una tela muy ligera. Ya en la Universidad de Sussex, logró el gran hito de su carrera investigadora: crear un holograma que no solo producía sonido, sino que se podía tocar.

Dos son las piezas básicas de este puzle: el hardware y los algoritmos que lo controlan. El dispositivo consiste en una serie de transductores de ultrasonidos (que actúan como altavoces) en un patrón con forma de tablero de ajedrez. Esta composición permite manejar la amplitud y el desfase de cada ‘altavoz’ independientemente.

Estos transductores generan energía mecánica que se mueve y que se puede controlar. Después, solo hay que colocar una partícula en el espacio e iluminarla. Entonces entra en juego el segundo pilar de la tecnología: los algoritmos. Estos se encargan de calcular qué tiene que hacer cada ‘altavoz’ para que la bolita complete un recorrido determinado. Y, entonces, se produce la magia: la bola iluminada se mueve tan rápido por el espacio en 3D generando un haz de luz que acaba formando una imagen concreta. Una holografía.

Las ondas de ultrasonido, como su nombre indica, son capaces de generar sonido audible. ¿Por qué no aprovechar esta propiedad para, además de mover la partícula, obtener un audio? A esta pregunta, el equipo de Martínez encontró la respuesta en la radio tradicional. En su caso, ‘sincronizaron’ su dispositivo a la frecuencia AM y, voilà, consiguieron que sus hologramas puedan producir sonido.

El tercer ‘sentido’ de su creación vino como respuesta a otro problema. Al principio, los investigadores pensaron que iban a necesidad una gran capacidad de cálculo. "Para mover las partículas muy deprisa, necesitas calcular muy rápido", comenta. Optaron por que el propio hardware se encargase de ello. Así pueden calcular las ‘trampas de la levitación’ y generar 40.000 actualizaciones por segundo, es decir, cambiar el campo acústico 40.000 veces por segundo para crear transiciones muy suaves.

Pero además se llevaron una grata sorpresa: para hacer este cálculo, no hacía falta tanta potencia como pensaban. Tenían de sobra. Así que la aprovecharon para ‘jugar’ a atrapar y soltar la partícula durante unas pocas actualizaciones, produciendo así una curiosa reacción. Si la persona toca en ese momento la imagen holográfica, tiene la sensación de que está tocándola. "El display hace malabares".

Entre sus planes de futuro: usar varias partículas para dibujar y abarcar diseños más complejos, escalar el prototipo o probar a combinar los transductores con metamateriales para ganar precisión en las creaciones. Sus aplicaciones son inmensas. Aplicados a la medicina, sus hologramas permitirían enviar fármacos allí donde se necesiten. Otro ejemplo:en nanorrobótica podrían sustituir a las baterías.