Les hologrammes sont souvent affichés dans la science-fiction sous forme de projections colorées et grandeur nature. Et maintenant, cette technologie du futur est réalisable aujourd’hui et elle a été utilisée pour recréer la Joconde sous forme d’hologramme.

Dans Examens de physique appliquéeles chercheurs ont développé une technique d’holographie basée sur la métasurface acoustique qui utilise un algorithme d’apprentissage en profondeur pour générer et améliorer de manière itérative un hologramme de la Joconde.

Les chercheurs venaient de l’Université de Tianjin, de l’Institut de technologie de Pékin, de l’Université Rowan, de l’Université du Missouri, de l’Université de Qingdao, de l’Université Shijiazhuang Tiedao et de l’Université Jiaotong de Pékin.

Les hologrammes sont des images créées en enregistrant et en reconstruisant le modèle d’interférence des ondes lumineuses ou sonores. Ils offrent des expériences visuelles ou auditives réalistes et immersives et peuvent être appliqués dans le divertissement, l’imagerie médicale et la communication, entre autres domaines.

Les métasurfaces, ou matériaux bidimensionnels constitués d’un réseau de minuscules composants ressemblant à des antennes, peuvent beaucoup aider le processus d’holographie.

« Un hologramme basé sur la métasurface fonctionne en contrôlant avec précision la phase et l’amplitude des ondes interagissant avec la métasurface », a déclaré l’auteur Yue-Sheng Wang, dans un communiqué. « En conséquence, les ondes sortantes à chaque pixel présentent une certaine amplitude et phase, ce qui donne l’image holographique souhaitée en fonction de leur interférence. »

L’équipe souhaitait développer une méthode d’optimisation de l’holographie des métasurfaces pour améliorer l’efficacité et la précision. Ils ont utilisé un algorithme basé sur un réseau neuronal profond pour personnaliser les structures en forme d’antenne au sein de leur métasurface. En réduisant de manière itérative les incohérences entre l’image originale et l’image holographique, ils ont modifié la métasurface et créé un hologramme de haute qualité.

« Nous avons choisi de recréer la Joconde comme une preuve de concept », a déclaré Wang. « Il est si célèbre que presque tout le monde le connaît. Il est rempli d’innombrables transitions délicates et subtiles de couches, ce qui améliore la douceur, le flou et le mystère de la peinture. C’est donc un excellent moyen de démontrer l’efficacité de notre méthode.

Les chercheurs ont reconstruit la Joconde en utilisant la méthode holographique et, encore plus en détail, ont également reconstruit son œil gauche. Bien que l’hologramme de Mona Lisa soit en deux dimensions, la technique peut également être étendue pour créer des images en trois dimensions.

« Le contrôle précis des ondes sonores offert par notre méthode d’holographie est crucial pour faire progresser les thérapies médicales non invasives, le contrôle efficace du bruit et l’optimisation des environnements acoustiques comme les salles de concert », a déclaré Wang. « Ces améliorations ont le potentiel d’améliorer la qualité de vie et diverses applications technologiques. »

Les auteurs pensent que leur technique pourrait révolutionner le domaine de l’holographie. Ils prévoient d’explorer les moyens de le généraliser, de le rendre compatible avec l’impression 3D et de réduire le temps de formation.

L’article, « Deep-Learning-Aided Metasurface Design for Megapixel Acoustic Hologram », a été écrit par Xuan-Bo Miao, Hao-Wen Dong, Sheng-Dong Zhao, Shi-Wang Fan, Guoliang Huang, Chen Shen et Yue-Sheng Wang.