Ученые СПбГУТ создали голографический телемост и вывели связь на новый уровень

В СПбГУТ завершились исследования по созданию голографического телемоста – системы, передающей реалистичное голографическое изображение собеседника в реальном времени. Ученым удалось снизить требуемую скорость передачи данных с 4,2 Тбит/с до 1 Гбит/с, что открывает путь к массовому внедрению технологии в школах и университетах уже к 2030 году.

Мы привыкли к видеозвонкам, но даже самое качественное плоское изображение не дает главного – эффекта присутствия. Мимика, жесты, объем теряются на мониторе смартфона или ноутбука. Команда ученых СПбГУТ под руководством профессора Андрея Евгеньевича Кучерявого задалась вопросом: а что, если сделать общение на расстоянии таким же естественным, как в реальной жизни?

В стенах университета разработали платформу и терминалы голографического телеприсутствия. Терминал позволяет получить реалистичную объемную копию удаленного собеседника, которая движется, жестикулирует и передает эмоции в режиме реального времени. 

Что такое голографические коммуникации

Согласно рекомендациям Международного союза электросвязи (МСЭ), голографическая связь – это интерактивная доставка цифровых 3D-изображений из одного или нескольких источников в удаленные точки. Простыми словами: человека сканируют с помощью камер, превращают в цифровую голограмму и проецируют на другом конце города или страны. Собеседник видит не плоскую картинку, а объемную копию, которая находится с ним в одном пространстве.

Для создания такого эффекта нужны три составляющие: голография для формирования объемного изображения, сети 4G и последующих поколений, чтобы обеспечить высокую пропускную способность, и, самое главное, терминалы для корректного встраивания голограммы в физическую среду.

Процесс начинается с непрерывной 360-градусной съемки человека. Используются специальные камеры, фиксирующие цвет и глубину либо последовательное смещение кадра на 15–30 градусов с последующей «склейкой» и отладкой. В результате получается оцифрованная 3D-модель, которую можно передать по сети.

Главное достижение разработчиков СПбГУТ

Когда ученые университета начинали работу в 2021 году, считалось, что для передачи качественной голограммы необходима скорость 4,2 Тбит/с. Это колоссальная цифра, такие каналы доступны лишь крупнейшим корпорациям. Команде СПбГУТ удалось совершить невозможное.

«Мы сумели снизить скорость более чем в четыре тысячи раз – до одного гигабита, а значит, получили решения, доступные для образовательных учреждений: школ, колледжей, университетов», – уточнил Андрей Евгеньевич Кучерявый.

Он возглавляет проект и команду ученых. Андрей Евгеньевич – выпускник легендарного ЛЭИС 1974 года, профессор СПбГУТ с 1998 года, доктор технических наук, автор более 400 публикаций. Ученый заведует кафедрой «Сети связи и передача данных», а также руководит лабораторией «МегаНетЛаб 6G». Международный авторитет профессора подтверждается более, чем 35 летней работой в Международном союзе электросвязи, статьями и книгами на английском языке. Профессор – почетный член НТОРЭС им. А. С. Попова.

Урок проведет Петр Первый! 

Университетская часть исследований завершена, разработка переходит в стадию опытно-конструкторских работ.

 В СПбГУТ им. проф. М. А. Бонч-Бруевича реализуется пилотный проект «Голографический университет»: 12 персональных терминалов настольного типа будут использованы для воспроизведения 3D-контента образовательных курсов, один терминал – для голограммы-аватара удаленного преподавателя.

Почему ученые планируют внедрять технологию именно в образовании? Дело в физиологии восприятия. Человек живет в трехмерном мире, и его мозг лучше воспринимает объемные образы. Эксперименты показали: при работе с трехмерным изображением внимание учащегося возрастает на 15–30 процентов по сравнению с обычным плоским экраном.

Представьте урок истории: перед классом не просто портрет исторического деятеля, а его объемная фигура, которая «ходит» по кабинету. Или занятие по анатомии с трехмерным сердцем, которое можно рассмотреть со всех сторон. Голографический телемост превращает дистанционное обучение в эффективный инструмент.

«Мы надеемся, наши работы приведут к появлению национальной программы, направленной на то, чтобы в каждой школе был голографический терминал. Это позволило бы улучшить внимание и качество образования», – говорит профессор Кучерявый.

Мировое признание

Значимость разработки подтверждена на мировом уровне. В 2024 году проект СПбГУТ «HolNetVerse» вошел в тройку победителей молодежного конкурса ООН по метавселенным. В жюри входили представители ООН, МСЭ, ЮНЕСКО и МАГАТЭ. Организаторы особо отметили креативность команды и подтвердили высокий уровень российской научной школы в сфере телекоммуникаций. Разработку увидели и оценили в Индии и других странах.

По прогнозам разработчиков к 2030 году голографические классы появятся в большинстве школ и университетов. Технология перестанет быть экзотикой и станет таким же привычным инструментом, как проектор или интерактивная доска. Ученые СПбГУТ сделали для этого главное – доказали, что голография может быть доступной.