斯坦福大学刚刚推出了基于辅助全息成像技术的未来AR眼镜原型

斯坦福大学刚刚推出了基于辅助全息成像技术的未来AR眼镜原型 访问：Saily - 使用eSIM实现手机全球数据漫游 安全可靠 源自NordVPN 斯坦福大学的全息 AR 眼镜原型。目前，实验室版本的视场角很小，在实验室里只有 11.7 度，远远小于 Magic Leap 2 甚至微软 HoloLens。但是，斯坦福大学的计算成像实验室有一整页的资料，上面有一个又一个的视觉辅助工具，这些辅助工具表明，该实验室可能在研究一些特别的东西：更薄的全息组件堆叠，几乎可以放入标准眼镜框中，经过训练，可以投射出逼真的、全彩的、移动的 3D 图像，这些图像会在不同深度出现。现有 AR 眼镜（a）和原型眼镜（b）与 3D 打印原型眼镜（c）的光学效果对比。图片：斯坦福计算成像实验室与其他 AR 眼镜一样，这些眼镜也使用波导，波导是引导光线穿过眼镜进入佩戴者眼睛的部件。但研究人员说，他们已经开发出一种独特的"纳米光子元表面波导"，可以"消除对笨重的准直光学器件的需求"，并开发出一种"学习型物理波导模型"，利用人工智能算法大幅提高图像质量。该研究称，这些模型"利用相机反馈自动校准"。无论是真实物体还是增强物体，都可以有不同的深度。尽管斯坦福大学的这项技术目前还只是一个原型，其工作模型似乎是固定在长凳上的，框架也是3D打印的，但研究人员希望能颠覆目前的空间计算市场，这个市场还包括苹果的Vision Pro、Meta的Quest 3等笨重的直通式混合现实头盔。博士后研究员 Gun-Yeal Lee 帮助撰写了这篇发表在《自然》杂志上的论文，他说，目前还没有其他 AR 系统能在性能和紧凑性方面与之相比。像 Meta 这样的公司已经斥资数十亿美元购买和构建 AR 眼镜技术，希望最终能生产出大小和形状与普通眼镜无异的完美产品。目前，Meta 的雷朋眼镜没有板载显示屏，但我们去年获得的泄露的 Meta 硬件路线图显示，Meta 第一款真正的 AR 眼镜的目标日期是 2027 年。 ... PC版： 手机版：

斯坦福的一个研究团队正在开发一种新的 AI 辅助全息成像技术，该技术据称比其研究人员见过的任何技术都要薄、轻和高质量。它能将增强

斯坦福的一个研究团队正在开发一种新的 AI 辅助全息成像技术，该技术据称比其研究人员见过的任何技术都要薄、轻和高质量。它能将增强现实（AR）头戴设备带入一个新的水平吗？ 目前，实验室版本的视野很窄，只有11.7度，比Magic Leap 2甚至微软HoloLens都小得多。 但斯坦福大学的计算成像实验室(Computational Imaging Lab)有一整页都是视觉辅助工具，这些工具表明它可能正在研究一些特别的东西：一套更薄的全息组件，几乎可以安装在标准眼镜框架中，并经过训练，可以投射出在不同深度出现的逼真的、全彩的、移动的3D图像。 像其他AR眼镜一样，它们使用波导，这是一种引导光线穿过眼镜进入佩戴者眼睛的组件。但研究人员表示，他们已经开发出一种独特的“纳米光子超表面波导”，可以“消除对笨重的准直光学器件的需求”，以及一种“学习物理波导模型”，该模型使用人工智能算法大幅提高图像质量。研究指出，这些模型“通过相机反馈自动校准”。 尽管斯坦福大学的这项技术目前还只是一个原型，其工作模型似乎是连接在一个长凳上和3d打印的框架上，但研究人员正在寻求颠覆当前的空间计算市场，该市场还包括笨重的透式混合现实耳机，如苹果的Vision Pro、Meta的Quest 3等。 参与撰写这篇发表在《自然》杂志上的论文的博士后研究员Gun-Yeal Lee说，在能力和紧凑性方面，没有其他增强现实系统可以与之相提并论。 标签: #AR眼镜 #斯坦福 频道: @GodlyNews1 投稿: @GodlyNewsBot

斯坦福科学家开发出革命性的AR头戴设备 全息技术让普通眼镜展示3D仙境

斯坦福科学家开发出革命性的AR头戴设备 全息技术让普通眼镜展示3D仙境 通过全息技术和人工智能，这些眼镜可以在直接观看真实世界的基础上显示全彩 3D 移动图像。图片来源：安德鲁-布罗德海德电子工程系副教授、快速崛起的空间计算领域专家戈登-韦茨坦（Gordon Wetzstein）说："我们的头显在外界看来就像一副日常佩戴的眼镜，但佩戴者透过镜片看到的是一个丰富的世界，上面叠加着生动的全彩三维计算图像。"韦茨坦和一个工程师团队在《自然》杂志上发表的一篇新论文中介绍了他们的设备。他们说，虽然这种技术现在只是一个原型，但它可以改变从游戏和娱乐到培训和教育等领域在任何地方，计算机图像都可以增强或告知佩戴者对周围世界的了解。韦茨坦领导的斯坦福计算成像实验室的博士生、该论文的共同第一作者马努-戈帕库马尔（Manu Gopakumar）说："我们可以想象，外科医生戴着这样的眼镜来规划精细或复杂的手术，或者飞机机械师戴着这样的眼镜来学习如何操作最新的喷气发动机。"这种新方法首次将复杂的工程要求串联起来，迄今为止，这些要求要么导致头戴式头显不美观，要么导致 3D 视觉体验不令人满意，佩戴者会感到视觉疲劳，有时甚至有点恶心。斯坦福大学计算成像实验室博士后研究员、论文共同第一作者 Gun-Yeal Lee 说："目前还没有其他增强现实系统能与我们的三维图像质量相媲美。"为了取得成功，研究人员结合人工智能增强全息成像和新型纳米光子设备方法，克服了各种技术障碍。第一个障碍是，显示增强现实图像的技术通常需要使用复杂的光学系统。在这些系统中，用户实际上无法通过头显镜头看到真实世界。相反，安装在头显外部的摄像头会实时捕捉世界，并将图像与计算图像相结合。然后将生成的混合图像立体投射到用户眼中。"用户看到的是现实世界的数字化近似图，上面叠加了计算图像。这是一种增强虚拟现实，而不是真正的增强现实。"Wetzstein 解释说，这些系统必然非常笨重，因为它们在佩戴者的眼睛和投影屏幕之间使用放大镜片，要求眼睛、镜片和屏幕之间的距离最小，从而增加了体积。斯坦福计算成像实验室的博士生、论文的共同作者 Suyeon Choi 说："除了笨重之外，这些局限性还可能导致感知真实度不尽人意，通常还会造成视觉不适。"为了制作出在视觉上更令人满意的三维图像，韦茨坦摒弃了传统的立体方法，转而采用全息技术，这是一种在 20 世纪 40 年代末获得诺贝尔奖的视觉技术。尽管全息技术在三维成像方面大有可为，但由于无法描绘准确的三维深度线索，全息技术的广泛应用一直受到限制，导致视觉体验不佳，有时甚至令人有类似晕车的反应。Wetzstein 团队利用人工智能改进了全息图像中的深度提示。然后，利用纳米光子学和波导显示技术的进步，研究人员能够将计算出的全息图像投射到眼镜镜片上，而无需依赖笨重的附加光学器件。通过在透镜表面蚀刻纳米级的图案来构建波导。安装在每个太阳穴上的小型全息显示屏通过蚀刻图案投射计算图像，这些图案会在镜片内反弹光线，然后将光线直接传送到观看者的眼睛。透过眼镜片，用户既能看到真实世界，又能看到上面显示的全彩 3D 计算图像。3D 效果之所以得到增强，是因为它是通过立体和全息两种方式产生的，前者是指每只眼睛都能看到略有不同的图像，就像传统的 3D 成像一样；后者则是指每只眼睛都能看到略有不同的图像，就像传统的 3D 成像一样。斯坦福大学计算成像实验室的博士生布莱恩-赵（Brian Chao）是这篇论文的共同作者，他说："利用全息技术，你还可以在每只眼睛前获得完整的三维体积，从而提高栩栩如生的三维图像质量。"新的波导显示技术和全息成像技术的最终成果是提供逼真的三维视觉体验，既能满足用户的视觉需求，又不会让用户感到疲劳，而这种疲劳感正是早期方法所面临的挑战。Wetzstein 说："全息显示一直被认为是终极 3D 技术，但它从未取得过重大的商业突破。也许现在他们有了多年来一直在等待的杀手级应用"。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

小变化，大影响：同位素研究有望改变二维半导体工程

小变化，大影响：同位素研究有望改变二维半导体工程 研究人员发现，改变单层二硫化钼半导体中钼的同位素质量，可以改变该层在光照下发出的光的颜色。这项研究揭示了同位素工程设计二维材料新技术的潜力。资料来源：Chris Rouleau/ORNL，美国能源部同位素是一种元素家族中的成员，它们的质子数相同，但中子数不同，因此质量也不同。同位素工程学传统上侧重于增强在三维（或三维）范围内具有统一特性的所谓块体材料。但由 ORNL 领导的新研究推进了同位素工程的前沿领域，即电流被限制在平面晶体内的二维（或二维）范围内，而且一层只有几个原子厚。二维材料前景广阔，因为它们的超薄特性可以实现对其电子特性的精确控制。ORNL科学家肖凯说："当我们在晶体中置换一种较重的钼同位素时，我们在单层二硫化钼的光电特性中观察到了令人惊讶的同位素效应，这种效应为设计用于微电子、太阳能电池、光电探测器甚至下一代计算技术的二维光电器件带来了机遇。"研究小组成员于一玲利用不同质量的钼原子，生长出了原子薄二硫化钼的同位素纯二维晶体。在光激发或光刺激下，于发现晶体发出的光的颜色发生了微小变化。肖说："出乎意料的是，钼原子较重的二硫化钼发出的光向光谱的红色端偏移得更远，这与人们对块状材料的预期偏移相反。红色偏移表明材料的电子结构或光学特性发生了变化。"肖和研究小组与中佛罗里达大学的理论家沃洛迪米尔-特科夫斯基（Volodymyr Turkowski）和塔拉特-拉赫曼（Talat Rahman）合作，发现声子（即晶体振动）一定会在这些超薄晶体的有限尺寸内以意想不到的方式散射激子（即光激发子）。他们发现这种散射如何使较重同位素的光带隙向光谱的红色端移动。"光带隙"是指材料吸收或发射光所需的最小能量。通过调整带隙，研究人员可以使半导体吸收或发射不同颜色的光，这种可调性对于设计新设备至关重要。ORNL 的 Alex Puretzky 描述了生长在基底上的不同晶体如何因基底的区域应变而导致发射颜色的微小变化。为了证明异常同位素效应，并测量其大小以便与理论预测进行比较，于培育了二硫化钼晶体，在一个晶体中含有两种钼同位素。肖说："我们的工作是史无前例的，因为我们合成了含有两种相同元素但质量不同的同位素的二维材料，并在单层晶体中以可控和渐进的方式横向连接了同位素。这使我们能够在二维材料中观察到光学特性的内在异常同位素效应，而不会受到不均匀样品的干扰。"研究结果表明，即使原子薄的二维半导体材料中同位素质量发生微小变化，也会影响光学和电子特性，这一发现为继续研究提供了重要依据。"以前，人们认为要制造光伏和光电探测器等设备，我们必须将两种不同的半导体材料结合起来，制造结来捕获激子并分离它们的电荷。但实际上，我们可以使用相同的材料，只需改变其同位素，就能制造出捕获激子的同位素结，"肖说。"这项研究还告诉我们，通过同位素工程，我们可以调整光学和电子特性，从而设计出新的应用。"在未来的实验中，肖和团队计划与高通量同位素反应堆和美国国家实验室同位素科学与工程局的专家合作。这些设施可以提供各种高浓缩同位素前驱体，用于生长不同的同位素纯二维材料。然后，研究小组可以进一步研究同位素对自旋特性的影响，以便将其应用于自旋电子学和量子发射。描述这项研究的论文发表在《科学进展》（Science Advances）上。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

对混合光物质粒子进行电控制的技术突破可能彻底改变显示器行业

对混合光物质粒子进行电控制的技术突破可能彻底改变显示器行业 利用电场尖端增强强耦合光谱学控制极化子粒子的图像。来源：POSTECH极化子的新特性极化子是一种"半光半物质"混合粒子，既具有光子（光粒子）的特性，又具有固体物质的特性。它们的独特特性表现出与传统光子和固态物质截然不同的性质，为下一代材料的开发挖掘了潜力，尤其是在超越光学显示器的性能限制方面。迄今为止，由于无法在室温下对单个粒子进行电气控制，极化子的商业可行性一直受到阻碍。光谱学的创新研究小组设计了一种名为"电场尖端增强强耦合光谱学"的新方法，实现了超高分辨率电控光谱学。这项新技术可以在室温下主动操纵单个极化子粒子。这项技术引入了一种新的测量方法，将 Kyoung-Duck Park 教授团队之前发明的超分辨率显微镜技术与超精密电气控制技术相结合。由此产生的仪器不仅有助于在室温下以一种被称为强耦合的独特物理状态稳定产生极化子，而且还可以通过使用电场来操纵极化子粒子发出的光的颜色和亮度。使用偏振粒子而不是量子点（QLED 电视的关键材料）具有显著的优势。单个极化子粒子可发出所有颜色的光，亮度显著提高。这样就不需要三种不同类型的量子点来分别产生红光、绿光和蓝光。此外，这种特性还可以通过类似传统电子器件的电气控制来实现。在学术意义上，该团队成功建立并通过实验验证了强耦合机制下的量子约束斯塔克效应，揭开了极化子粒子研究中的一个长期谜团。对光电设备的影响该团队的成就具有深远的意义，因为它标志着一项科学突破，为下一代研究铺平了道路，这些研究旨在利用极化子技术制造出各种光电设备和光学元件。这一突破有望为工业进步做出重大贡献，特别是为光学显示行业开发突破性产品（包括超亮和紧凑型户外显示屏）提供关键源技术。论文的第一作者 Hyeongwoo Lee 强调了这项研究的重要性，称其代表了"一项重大发现，有可能推动下一代光学传感器、光通信和量子光子设备等众多领域的进步"。合作研究工作这项研究利用了成均馆大学 Sohee Jeong 教授团队和 Jaehoon Lim 教授团队制造的量子点。理论模型由海军研究实验室的 Alexander Efros 教授创建，而数据分析则由科罗拉多大学的 Markus Raschke 教授团队和马里兰大学的 Matthew Pelton 教授团队负责。来自 POSTECH 物理系的 Yeonjeong Koo、Jinhyuk Bae、Mingu Kang、Taeyoung Moon 和 Huitae Joo 负责测量工作。这项研究最近发表在国际物理学期刊《物理评论快报》上。编译自:ScitechDaily ... PC版： 手机版：

科学家利用光基处理器实现量子计算的巨大飞跃

科学家利用光基处理器实现量子计算的巨大飞跃 这些新兴领域中在原子水平上运行的技术已经为药物发现和其他小规模应用带来了巨大的好处。未来，大规模量子计算机有望解决当今计算机无法解决的复杂问题。首席研究员、澳大利亚皇家墨尔本理工大学的阿尔贝托-佩鲁佐（Alberto Peruzzo）教授说，该团队的处理器是一种光子学设备，利用光粒子携带信息，通过最大限度地减少"光损失"，有助于成功实现量子计算。提高量子效率佩鲁佐是皇家墨尔本理工大学量子计算与通信技术卓越中心（ARC Centre of Excellence for Quantum Computation and Communication Technology，CQC2T）节点的负责人，他介绍说："如果失去光线，就必须重新开始计算，其他潜在的进步包括提高了"不可破解"通信系统的数据传输能力，以及加强了环境监测和医疗保健领域的传感应用。"研究小组的可重新编程光基处理器。资料来源：皇家墨尔本理工大学 Will Wright研发成果研究小组在一系列实验中对光子处理器进行了重新编程，通过施加不同的电压实现了相当于 2500 个设备的性能。他们的研究结果和分析发表在《自然-通讯》（Nature Communications）上。这项创新可以为量子光子处理器带来更紧凑、更可扩展的平台。论文第一作者、皇家墨尔本理工大学博士生杨洋说，这种设备"完全可控"，能在降低功耗的情况下快速重新编程，而且无需制作许多定制设备："我们通过实验在单个设备上展示了不同的物理动态。这就像有了一个开关，可以控制粒子的行为方式，这对理解量子世界和创造新的量子技术都很有用"。合作创新意大利特伦托大学的 Mirko Lobino 教授利用一种名为铌酸锂的晶体制造了这种创新的光子装置，而美国印第安纳大学普渡大学印第安纳波利斯分校的 Yogesh Joglekar 教授则带来了他在凝聚态物理学方面的专业知识。铌酸锂具有独特的光学和电光特性，是光学和光子学各种应用的理想材料。Lobino说："我所在的小组参与了该设备的制造工作，这尤其具有挑战性，因为我们必须在波导顶部微型化大量电极，以实现这种程度的可重构性。"Joglekar说："可编程光子处理器为探索这些设备中的一系列现象提供了一条新的途径，而这些现象将有可能开启技术和科学领域令人难以置信的进步。"推进量子控制与此同时，佩鲁佐的团队还开发出了一种世界首创的混合系统，它将机器学习与建模相结合，对光子处理器进行编程，帮助控制量子设备。量子计算机的控制对于确保数据处理的准确性和效率至关重要。该设备输出精度面临的最大挑战之一是噪声，它描述了量子环境中影响量子比特性能的干扰。微微子是量子计算的基本单位。佩鲁佐说："有一系列行业正在开发全面的量子计算，但它们仍在与噪声造成的误差和低效作斗争。控制量子比特的尝试通常依赖于对什么是噪声以及造成噪声的原因的假设。我们开发了一种协议，利用机器学习来研究噪声，同时利用建模来预测系统对噪声的反应，而不是做出假设。利用量子光子处理器，这种混合方法可以帮助量子计算机更精确、更高效地运行，从而影响我们未来控制量子设备的方式。我们相信，我们的新混合方法有可能成为量子计算领域的主流控制方法。"主要作者、来自皇家墨尔本理工大学的 Akram Youssry 博士说，与传统的建模和控制方法相比，新开发的方法的结果显示出显著的改进，可以应用于光子处理器以外的其他量子设备。他说："这种方法帮助我们发现并理解了我们设备的一些方面，这些方面超出了这种技术的已知物理模型。这将帮助我们在未来设计出更好的设备。"这项工作发表在《Npj Quantum Information》上。未来展望与量子计算的潜力围绕其团队的光子设备设计和量子控制方法，可以创建量子计算方面的初创公司，他们将继续研究其应用及其"全部潜力"。量子光子学是最有前途的量子产业之一，因为光子学产业和制造基础设施已经非常完善。与其他方法相比，量子机器学习算法在某些任务中具有潜在优势，尤其是在处理大型数据集时。"想象一下，在这个世界上，计算机的工作速度比现在快几百万倍，我们可以安全地发送信息而不必担心信息被截获，我们可以在几秒钟内解决目前需要几年才能解决的问题。这不仅仅是幻想这是由量子技术驱动的潜在未来，而像我们这样的研究正在铺平道路。"编译自:ScitechDaily ... PC版： 手机版：