Simulador Holográfico de Ambientes
(Holodeck)

por Tiago Duarte

Desde o desenvolvimento do motor de dobra por Zefram Cochrane, em 2063, o tempo de duração dos vôos interestelares por naves terrestres se tornou longo o suficiente para entediar os astronautas, mas curto o bastante para não justificar procedimentos de conservação criogênica da tripulação. Nessas condições, distrações para os participantes de missões interestelares eram quesito mais do que obrigatório.

Até antes do advento da dobra, entretenimento era uma necessidade: durante os primeiros vôos orbitais na Terra e missões até a Lua, tripulantes ouviam fitas cassete com suas músicas favoritas, e controladores de vôo periodicamente passavam versões resumidas dos jornais do dia. Documentação de estudo e gravações de vídeo eram transmitidas para estações orbitais e postos avançados planetários até a primeira parte do século 21. Mas com as longas viagens dos primeiros cargueiros interestelares, a necessidade de diversão para manter a tripulação apta física e psicologicamente se tornou ainda mais.

O desejo de experimentar estímulos visuais, sonoros e táteis não normalmente encontrados numa nave espacial abateram pioneiros em toda a galáxia por centenas de anos. Para as tripulações humanas do século 22, o principal entretenimento ainda era a exibição de velhos filmes. Mas o contato com outras civilizações demonstrou o quanto projeções de imagens controladas por computador poderiam satisfazer de forma mais eficiente o desejo das tripulações de espaçonaves por ambientes estimulantes e, em adição a certos materiais esportivos e de recreação, prover uma agradável recriação da realidade.

Várias técnicas acústicas e visuais foram aplicadas por cientistas da Terra e da Federação Unida de Planetas através dos anos, até que a segunda metade do século 23 abriu caminho para uma série de avanços em campos de força miniaturizados e dispositivos de projeção. Sem trazer grande impacto na massa da espaçonave e seu volume, eles possibilitaram a criação de simulações ultra-realistas e críticas para a operação da nave. A partir dos anos 2330, o sonho do Holodeck começou a ganhar vida.

O Holodeck utiliza dois subsistemas principais, o de imagens holográficas e o de conversão de matéria. O sistema de imagens holográficas cria ambientes e paisagens realistas. O sistema de conversão de matéria cria os objetos físicos a partir dos suprimentos centrais de matéria prima da nave. Em condições normais, um participante de uma simulação holográfica não deve ser capaz de distinguir um objeto simulado de um real.

O Holodeck também gera impressionantes recriações de humanóides e outras formas de vida. Tais personagens animados são compostos de matéria sólida arranjada por replicadores baseados na tecnologia de transporte e são manipulados por raios tratores extremamente articulados, controlados por computador. Os resultados são "marionetes" excepcionalmente realistas, que demonstram comportamentos quase exatamente iguais àqueles exibidos por seres vivos, dependendo é claro, dos limites do software envolvido. Replicação de matéria baseada nos sistemas de transporte é, obviamente, incapaz de reproduzir um ser vivo funcional.

Objetos criados no Holodeck que são puramente imagens não podem ser removidos do ambiente simulado, mesmo que pareçam possuir uma realidade física devido à energia dos campos de força. Objetos criados por replicação de matéria possuem realidade física e podem, sim, ser removidos do Holodeck, lembrando apenas que não estarão mais sob o controle do computador uma vez retirados da simulação.

O mecanismo básico por traz do Holodeck é o holo-diodo omnidirecional (HDO, ou OHD, na sigla em inglês). O HDO compreende dois tipos de dispositivos micro-miniaturizados que projetam uma variedade especial de campo de força. A densidade de HDOs em uma superfície holográfica é de 400 por cm² e eles são alimentados por uma tomada de eletroplasma de média potência. Paredes inteiras são cobertas por HDOs, manufaturados num processo barato de impressão de circuitos em rolo.

Uma superfície de Holodeck típica compreende doze camadas sub-processadas, totalizando 3,5 mm, fundidas a um difusor térmico-estrutural leve, que em média tem 3,04 cm de espessura. Os materiais primários do sub-processador/emissor incluem keirío (keiyrium), animido de silício e o supercondutor DiBe<2>Cu 732. Cada HDO individual mede 0,01 mm. O mecanismo da rede óptica digital através dos quais os HDOs recebem impulsos é similar ao que alimenta painéis display menores, embora as paredes grandes sejam divididas em seções, mais fáceis de controlar e com velocidade maior, cada uma com 0,61 m². Sub-seções dedicadas do computador principal controlam esses "monitores" do tamanho de salas.

Além da habilidade de projetar imagens coloridas estereoscópicas, os HDOs manipulam campos de força em três dimensões para possibilitar aos visitantes "sentir" objetos que na realidade não estão lá. Este estímulo tátil fornece a resposta adequada que alguém esperaria de uma rocha no chão ou uma árvore crescendo numa floresta. Os únicos fatores limitantes ao número e aos tipos de objeto apresentados pelo computador são memória e tempo para recuperar ou calcular do início o padrão de um objeto, seja ele real ou imaginário.

Outros estímulos, tal como som, cheiro e gosto, são ou simulados por métodos mais tradicionais, tais como caixas de som e pulverizadores, ou inseridos no objeto, utilizando as técnicas de replicação.

A versão "ótica" de um HDO emite uma imagem completa do ambiente ou paisagem, baseado em sua localização em relação ao painel completo. O visitante, no entanto, vê apenas uma pequena porção de cada um dos HDOs, quase que como um olho de mosca operando de maneira inversa. Quando o visitante se move, as porções visíveis dos HDOs mudam, alterando a perspectiva. Em realidade, a energia emitida não é como uma emissão eletromagnética visível qualquer, mas sim padrões de interferência polarizados. A imagem é reconstruída onde os padrões se interceptam na lente ou olho de qualquer receptor visual.

A versão "campo de força" cria um pequeno e dirigível campo de força. Os seus "primos" maiores são os familiares raio-trator e defletor de navegação. Sob o controle do computador, uma grande quantidade de HDOs produz um campo de força com efeitos substanciais. Se o Holodeck, por exemplo, está criando uma grande pedra, o computador primeiro cria a superfície tri-dimensional da rocha. Isso é alcançado comandando certos HDOs para interceptar seus campos nas coordenadas do objeto. Se a intensidade do campo estiver ajustada para prover a dureza mineral adequada, o objeto vai parecer uma pedra ao toque. Uma grande biblioteca de substâncias reais está disponível, e ajustes padronizados podem ser solicitados por motivos experimentais.

Os campos de força maleáveis e as imagens de fundo permitem ao visitante experimentar volumes e distâncias aparentemente maiores do que a sala do Holodeck poderia comportar fisicamente. O ambiente pode ser "rolado" se desejado, ou ajustado para ter limites, indicados por barreiras sensíveis e lembretes auditivos da proximidade das paredes reais.

Na USS Enterprise (NCC-1701-D), tripulantes podem visitar quatro Holodecks principais no deck 11. Adicionalmente, vinte salas menores e individuais com simuladores holográficos estão situadas nos decks 12 e 33.

Num ambiente de trabalho tal qual uma nave da Federação, segurança é de fundamental importância e é aplicada a todos os sistemas. Pelo ambiente de uma nave ser tão controlado, o escape emocional associado a simulações controladas de perigo real já foi demonstrado ter um grande impacto na manutenção do bem estar psicológico da tripulação. Altas velocidades e forças são normalmente criadas por ilusões sensoriais. Embora salva-guardas contra danos corporais estejam programadas no computador, alguns cenários podem resultar em inevitáveis arranhões e hematomas, mesmo para usuários com prática. Perigos impostos por formas de vida "perigosas" podem parecer altamente reais e preencher a maior parte das expectativas.

Fonte: "Star Trek: The Next Generation - Technical Manual". Okuda, M.