Ologrammi 3D dal vivo per gli ospedali da campo
Ologrammi dinamici per ottimizzare i tempi delle operazioni chirurgiche e interventi meno invasivi
Gli ologrammi 3D proiettati da telefono, computer o televisore sono stati promessi da decenni ma, nonostante il loro grande interesse, non si sono ancora concretizzati. Le loro applicazioni sono di vasta portata, in particolare nel campo delle tecnologie mediche, dove si prevede che gli ologrammi dinamici in tempo reale accorceranno i tempi delle operazioni e forniranno risultati chirurgici migliori. Gli ologrammi 3D dinamici sono in grado di sostituire l’attuale imaging 2D, usata nella risonanza magnetica, offrendo ai chirurghi una comprensione più completa dei sistemi interni del paziente in tempo reale, con il risultato di interventi meno invasivi e meno sorprese sul tavolo operatorio. Sebbene l’impatto potenziale degli ologrammi 3D in ambito medico sia noto da tempo, i ricercatori hanno incontrato ostacoli nello sviluppo della tecnologia poichè non è ancora possibile evitare di ricorrere a sistemi ingombranti, non trasportabili e costosi che possono essere utilizzati solo in grandi ospedali, creando una barriera significativa all’adozione diffusa.
È necessario un nuovo sistema ottico miniaturizzato, che possa essere integrato in un chip, che consumi poca energia, con un fronte d’onda sintonizzabile. Sebbene esista una tecnologia in grado di rispondere a ciascuno di questi punti, la loro combinazione in un unico sistema si è dimostrata finora difficile da realizzare.
La meta-ottica
I ricercatori del TMOS, il Centro di Eccellenza del Consiglio di Ricerca Australiano per i Sistemi Meta-Ottici Trasformativi, hanno portato questa tecnologia un passo più vicino alla realtà utilizzando la meta-ottica, combinando un nanofilo verticale (struttura quasi unidimensionale, di forma cilindrica o poliedrica la cui sezione ha dimensioni nanometriche, mentre la lunghezza può variare, dalle centinaia di nanometri in su, fino a centinaia di micrometri. Possono essere immaginati come dei fili da cucito, con al loro interno strutture complesse) con un laser a micro-raggio.
Questo dispositivo ha una dimensione inferiore a 5 micron e potrebbe formare un singolo pixel di ologramma. L’efficacia di questo accoppiamento è stata dimostrata in laboratorio e i dettagli sono stati pubblicati su Laser & Photonics Review. L’autore principale, Wei Wen Wong, afferma: “Questa è la strada da seguire per ottenere microlaser on-chip a basso consumo energetico con direzionalità di emissione sintonizzabile. Questo nuovo sviluppo elimina uno degli ostacoli principali alla realizzazione di ologrammi 3D. La nostra speranza è che questo nuovo dispositivo possa un giorno essere integrato in un apparecchio abbastanza piccolo ed economico da poter essere messo in tasca dai medici che si recano in aree remote, consentendo la proiezione di ologrammi dinamici a colori, dai tavoli operatori sul campo”. Hoe Tan, ricercatore capo del TMOS, afferma: “Lo sviluppo di ologrammi dinamici è uno dei progetti di punta del nostro Centro. I team di tutte e cinque le università partecipanti stanno lavorando insieme per rendere questo progetto una realtà. Il prossimo passo della nostra ricerca è la creazione di un array di pixel in cui il fronte d’onda e la forma del fascio possano essere controllati individualmente e regolati dinamicamente”.
