Innovators Under 35 France La edición en español de
MIT Technology Review elige a los 10
innovadores menores de 35

David Fattal, 33

Imágenes y vídeo 3D en dispositivos móviles sin necesidad de gafas

Hewlett-Packard

David Fattal

David Fattal descubrió la fascinación por la física mientras estudiaba teoría de cuerdas en L'Ecole Polytechnique, a 15 kilómetros de París (Francia). Pocos retos parecen  más complejos que ese viejo sueño de reconciliar la mecánica cuántica y la teoría de la relatividad general, sin embargo, tras licenciarse en física teórica, la inquietud de este joven ingeniero por descubrir el lado más experimental de esta ciencia le llevó a nuevos territorios académicos -los de la información cuántica-, y a miles de kilómetros de casa, a la Universidad de Stanford, en Estados Unidos.

Desde el comienzo de su carrera, Fattal se sintió atraído por el estudio de la luz y las posibilidades que abría la compresión de su naturaleza. Le maravillaban las propiedades "peculiares, casi mágicas" que adquiere cuando interactúa con estructuras microscópicas. Tal y como él mismo explica, durante su doctorado en la universidad norteamericana desarrolló una "fuerte intuición" sobre cómo aprovechar "los fenómenos de resonancia en estructuras dieléctricas planas", y a través de ellos, controlar la emisión, propagación y absorción de luz.

Durante estos años, Fattal no solo afianzó su conocimiento sobre estos procesos sino que tomó conciencia de las aplicaciones que podrían derivar de ellos. Tanto es así que los campos de la información cuántica y las interconexiones ópticas se han beneficiado ampliamente de sus descubrimientos, plasmados en más de 40 patentes -algunas de ellas licenciadas a destacadas empresas de conectores ópticos- y en varias publicaciones en revistas científicas. No obstante,  desde su llegada en 2005 al Laboratorio de nanofotónica de HP, Fattal siempre quiso ir un paso más allá: "Estaba convencido de que podía usar mi experiencia para idear algo importante, no intuitivo y con una aplicación industrial inmediata", afirma.

Finalmente, en 2011, la idea cristalizó en su mente. "Se me ocurrió que, utilizando acopladores de rejilla modulados externamente como píxeles direccionales, podría resolver los grandes problemas de la holografía digital", resume Fattal. Desde ese día, el objetivo del equipo que lidera ha sido crear un sistema que permite ver sin gafas vídeos en 3D desde un dispositivo móvil, en una pantalla fina y compacta, y ofreciendo al espectador una experiencia estereoscópica aunque cambie el ángulo desde el que observa las imágenes.

Para ello, la tecnología diseñada por este físico de tan solo 33 años integra dos elementos: un sistema de retroiluminación y un modulador externo similar a los de las pantallas de cristal líquido (LCD) de muchos teléfonos, portátiles o tabletas actuales. El sistema de retroiluminación está compuesto por una finísima lámina de cristal de pocos milímetros de ancho. Bajo ella, desde los laterales, una serie de bombillas LED emiten luz hacia el interior del cristal, en una dirección muy concreta. El equipo de Fattal consigue esta precisión gracias a diferentes métodos para obtener del foco luminoso del LED un haz de rayos paralelos. Gracias a ellos y al corte y pulido de los bordes de los lados de la lámina, la luz es guiada hacia varios píxeles que han sido 'grabados' sobre la superficie de cristal.

Precisamente, la capacidad de modulación de la luz de estos píxeles es una de las especialidades de Fattal. Su habilidad para manejar la luz mediante unas 'rejillas dieléctricas' -cuyo concepto desarrolló durante sus trabajos en interconexiones ópticas- le han permitido aplicar ahora esta técnica en el campo de imagen tridimensional para dispositivos móviles.

De esta forma, Fattal ha creado sus primeros prototipos haciendo que cada uno de los píxeles grabados en la superficie del sistema de retroiluminación sea una 'rejilla de difracción' óptica fabricada mediante fotolitografía que dispersa la luz de manera controlada generando un 'campo luminoso' hacia la zona de visualización de la imagen.

Allí entra en juego el modulador externo (de unas decenas de micras de grosor) que colocado sobre el sistema de retroiluminación es capaz de ajustar la intensidad transmitida por cada rayo de luz individual y generar una imagen que puede estar compuesta por los tres colores primarios (verde, rojo y azul). "El modulador tiene un factor de paso de decenas de micras, en cambio, para operar un dispositivo holográfico digital es necesario un factor de paso por debajo de la micra", explica Fattal. Esto significa que su dispositivo puede manejar tasas de procesado de imágenes mayores y ofrecer animaciones en vídeo (han publicado pruebas a 30 fotogramas por segundo).

Otra de las ventajas de esta tecnología es que no es necesario utilizar filtros de color para obtener las imágenes o las animaciones, lo que permitiría que el dispositivo fuera totalmente trasparente y aumentaría la eficiencia energética de la pantalla frente a las LCD actuales que, según Fattal, "desperdician el 66 por ciento de la luz solo en filtrar los colores".

El equipo de Fattal acaba de presentar sus primeros prototipos en una publicación en la revista científica Nature. Se trata de varios dispositivos fabricados con materiales de bajo coste y procedimientos estandarizados. Por ahora, éstos son capaces de generar una imagen estática a todo color o secuencias animadas tridimensionales básicas, como un globo terráqueo rotando sobre su eje.

En opinión de Christophe Delerue, director de investigación del CNRS, profesor de física en ISEN y miembro del jurado de los premios MIT Technology Review Innovadores menores de 35 Francia, este joven "ha realizado innovaciones disruptivas basadas en el uso de la interacción de la luz con nanoestructuras" cuyas aplicaciones en la visualización 3D "deberían ser numerosas y llegar a un público amplio".

Fattal reconoce que desarrollar sus tecnologías en el seno de HP supone una ventaja competitiva que ha acelerado el camino para convertir su idea inicial en prototipos funcionales. El siguiente reto pasa por convertirlos en productos reales que sean interesantes para el mercado: "Lucharé por ver las primeras aplicaciones comerciales en forma de elementos decorativos este año, y a continuación, por llevar al mercado la visualización de vídeo en una amplia gama de dispositivos móviles", asegura el innovador. –Elena Zafra

Ganadores de Innovadores menores de 35 Francia 2013

David Fattal

Imágenes y vídeo 3D en dispositivos móviles sin necesidad de gafas

Emanuele Orgiu

Materiales orgánicos híbridos que pueden controlarse eléctrica y ópticamente

Matthieu Sonnati

Componentes vegetales para pinturas ecológicas y de secado rápido

Para comentar, por favor accede a tu cuenta o regístrate

¿Olvidaste tu contraseña?

Advertisement
Advertisement
Publicidad