Alla Magic Leap serve un miracolo ingegneristico

Per riuscire a trasformare il suo prototipo di occhiali per la realtà aumentata in un prodotto, Magic Leap dovrà sviluppare la fotonica del silicio – qualcosa che società del calibro di Intel hanno difficoltà a concretizzare.

di Katherine Bourzac

La startup Magic Leap sta sviluppando uno schermo indossabile che, sostiene, rispetterà le promesse della realtà aumentata sovrapponendo informazioni o personaggi di videogiochi a quello che vediamo naturalmente, senza affaticare gli occhi. Invece di trasportarvi in un mondo virtuale, gli occhiali della Magic Leap mostrano oggetti virtuali nel mondo reale (vedi “Le 10 tecnologie del 2015”).

La società, però, sta ancora nascondendo la sua tecnologia, e solo poche persone, fra cui la nostra redattrice senior, hanno visto i suoi prototipi. Agli occhi dei diffidenti e dei tanti che, semplicemente, non hanno ancora potuto provare l’esperienza, i rappresentanti della società e quelle poche persone che hanno avuto modo di provare i prototipi sembrano i membri di un culto che pratica rituali quali l’assunzione di allucinogeni e i cui testi sacri sono “Guerre Stellari e “Snow Crash” (il cui autore, Neal Stephenson, è capo “futurista” della società).

In occasione dell’edizione 2015 della conferenza EmTech Digital di San Francisco, i dirigenti della Magic Leap avevano accennato a fotoni “speciali” e si erano lasciati sfuggire qualche commento sulle sfide restanti nel passaggio dai prototipi a prodotti finiti.

Il CEO e fondatore Rony Abovitz ha detto che la società sta lavorando a un chip fotonico che si affida alla fotonica del silicio. Intervistato dal direttore dell’edizione americana di MIT Technology Review, Jason Pontin, Abovitz ha detto che la società ha sviluppato innovative tecniche di produzione che sta utilizzando su una linea di montaggio pilota in Florida. Abovitz ha aggiunto che la società è ormai uscita dalla fase di ricerca e sviluppo e sta entrando nella fase di introduzione al prodotto”.

Il completamento, o meno, di questo prodotto dipenderà dalla capacità della Magic Leap di preparare per la distribuzione di massa un nuovo processo di produzione di chip fotonici – un traguardo ambizioso persino per i giganti dell’industria dei semiconduttori. I $592 milioni di fondi raccolti dalla società sono molti, per una società appena nata, ma potrebbero non bastare per compiere il balzo verso un prodotto commerciale. La fotonica del silicio è un termine generico che si riferisce agli sforzi fatti dall’industria dei semiconduttori per portare componenti ottiche all’interno o vicino ai comuni chip in silicio. Le componenti fotoniche possono trasportare dati più velocemente e per distanze maggiori, senza surriscaldarsi o degradare il segnale.

L’integrazione di della fotonica del silicio a componenti elettroniche esistenti si sta rivelando una grande sfida ingegneristica. Nel 2013, Intel aveva annunciato che avrebbe prodotto chip fotonici in grandi quantità. L’intenzione era realizzare connessioni ottiche ad alta velocità e con consumi ridotti al fine di agevolare il trasferimento di dati in server farm come quelle di Facebook. Questo febbraio, però, Intel ha annunciato un ritardo nella distribuzione dei suoi primi sistemi di fotonica del silicio per via di difficoltà produttive con una delle loro componenti. La creazione di nuovi hardware è incredibilmente difficile persino per Intel, una società che è diventata sinonimo di silicio.

Gli esperti che seguono la società sostengono che la Magic Leap stia giocando d’azzardo con la fotonica del silicio perché questa migliorerebbe enormemente lo schermo per la realtà aumentata. Un tradizionale occhiale per la realtà aumentata utilizza specchi e beam splitter per riflettere le immagini di un microschermo sull’occhio. Questi sistemi lasciano passare anche la luce proveniente dal mondo reale. Possono ottenere un effetto 3-D mostrando allo stesso tempo delle immagini leggermente differenti fra l’occhio destro e quello sinistro. Questo risultato è denominato 3-D stereoscopico, e pur essendo ottenuto con immagini in movimento prodotte da schermi LCD, piuttosto che con le immagini statiche utilizzate nel 19° secolo, si tratta di una tecnologia afflitta da pesanti limitazioni.
La necessità di “mettere assieme” immagini che sembrano trovarsi ad una distanza leggermente differente fra un occhio e l’altro può realmente far girare la testa.

“Il vostro cervello recepisce visioni contrastanti di quello che dovrebbe vedere, per cui vi sentite male”, spiega Gordon Wetzstein, un ricercatore di Stanford che studia schermi 3-D. La Magic Leap promette di risolvere questi problemi.

Per riuscire eliminare questi conflitti visivi, Magic Leap deve aver trovato un sistema per mostrare simultaneamente non solo una immagine destra ed una sinistra, ma molteplici immagini all’occhio destro e a quello sinistro, spiega Wetzstein. Questo dovrebbe permettere agli occhi di concentrarsi naturalmente. Secondo lui, quando parlano di fotonica al silicio e chip fotonici nanostrutturati sovrapposti, i rappresentanti della società si riferiscono probabilmente a guide d’onda sovrapposte in silicio.

Wetzstein, che ha controllato i brevetti della Magic Leap, sostiene che queste guide d’onda potrebbero risultare trasparenti alla luce ambientale, come il vetro trasparente di una finestra, ed aumentare la realtà trasmettendo complesse e realistiche immagini virtuali sulle pupille. Tutto l’hardware che rende la cosa possibile dev’essere relativamente sottile intende mantenere la promessa di un sistema indossabile.

Altri ricercatori ritengono che la società stia lavorando a qualcosa di ancor più complicato. L’uso dei termini “fotonica del silicio” e “nanomanifattura”, persino la parola “chip” usata nel descrivere gli occhiali, suggeriscono che potrebbe trattarsi di qualcos’altro rispetto a un elemento passivo, come una guida d’onda. La Magic Leap potrebbe utilizzare una qualche forma di modulatori a base di silicio per cucire su misura il segnale delle immagini, spiega David Brady, un ricercatore che opera nel campo della visualizzazione al computer presso la Duke University di Durham, nella Carolina del Nord.

Le persone a conoscenza della tecnologia a cui sta lavorando la società non si sono espressi particolarmente a riguardo. Un portavoce della Magic Leap non ha offerto precisazioni sulle osservazioni di Abovitz, asserendo che la società è ancora in modalità stealth.

Sanjay Banerjee, capo del Microsoft Research Center presso l’Università del Texas ad Austin, ha confermato che la Magic Leap sta utilizzando gli impianti produttivi del centro.
Non ha commentato sul tipo di dispositivi fotonici ai quali sta lavorando, ma ha detto che si tratta di polarizzatori – una componente comune agli schermi a cristalli liquidi utilizzati in sistemi di microproiezione come i Google Glass. “Non ho la libertà di divulgare cosa stanno facendo ma posso dire che si tratta di qualcosa di veramente innovativo”, ha detto Banerjee.

Questa tecnologia potrebbe rivelarsi tanto difficile da produrre quanto pare essere promettente. “Se dovete costruire una fab, $600 milioni sono nulla”, dice Wetzstein, un fan della Magic Leap e della tecnologia 3-D in genere. Wetzstein nota che i costi per la costruzione di una catena di montaggio dedicata a tecnologie ben consolidate sfiora più facilmente i miliardi. Data questa costosa realtà, dice “quel denaro finirà in fretta”.

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