Des scientifiques ont créé des hologrammes qui peuvent être « touchés »

hologramme tactile toucher
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Des chercheurs de l’Université de Glasgow ont mis au point un système d’hologrammes tactiles, basé sur une technologie aérohaptique : des jets d’air intégrés au système permettent de reproduire la sensation du toucher de manière très convaincante. L’équipe espère que cette technique sera un jour utilisée pour créer des jeux vidéo avec une expérience immersive sans précédent ou pour une médecine à distance encore plus efficace.

Les hologrammes sont utilisés aujourd’hui dans divers domaines : divertissement, éducation, art, médecine, sécurité, défense, etc. Mais cette fois-ci, le professeur Ravinder Dahiya et son équipe sont allés encore plus loin dans l’exploitation de cette technologie, en proposant des hologrammes avec lesquels il est possible d’interagir. « Avec le temps, cela pourrait être développé pour vous permettre de rencontrer l’avatar virtuel d’un collègue à l’autre bout du monde et de vraiment sentir sa poignée de main », a-t-il expliqué dans un article de présentation.

Tout comme les hologrammes sensoriels à base d’ultrasons proposés précédemment par des chercheurs de l’Université du Sussex, ce système aérohaptique ne nécessite pas de contrôleur portatif, ni de gants intelligents pour produire le sens du toucher. Une simple buse, capable de répondre aux mouvements de la main, souffle de l’air avec la force appropriée pour reproduire la sensation du toucher.

Une technique basée sur une illusion d’optique du 19e siècle

Cette incroyable technologie, baptisée Aerohaptics, n’est pas sans rappeler les holodecks de l’univers Star Trek, qui permettent de générer tout un environnement virtuel interactif autour des personnages. La technologie développée par Dahiya et ses collaborateurs n’offre pas quelque chose de cette ampleur. Néanmoins, leur projection interactive d’un ballon de basket est, selon eux, particulièrement convaincante. Le système associe la technologie d’affichage volumétrique à des jets d’air contrôlés avec précision pour créer la sensation de toucher sur les mains, les doigts et les poignets des utilisateurs.

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« Le retour tactile des jets d’air du système est également modulé en fonction de la surface virtuelle du ballon de basket, permettant aux utilisateurs de sentir la forme arrondie du ballon lorsqu’il roule du bout des doigts, lorsqu’ils le font rebondir et le réceptionnent dans leur paume lorsqu’il revient », explique le chercheur. Le système repose sur un affichage pseudo-holographique qui utilise du verre et des miroirs pour donner l’impression qu’une image bidimensionnelle plane dans l’espace — ce que les chercheurs présentent comme une variante moderne d’une technique d’illusion d’optique du 19e siècle connue sous le nom de « fantôme de Pepper ».

création hologramme tactile
a) Retour haptique à base d’air délivré via une buse articulée lorsque l’utilisateur interagit avec un objet virtuel (ici, un bouton). b) Composants du système aérohaptique. c) Conversion des données de suivi manuel en informations de position pour la buse d’air. © A. Christou et al.

Les miroirs qui composent le système sont disposés en pyramide, avec un côté ouvert ; les utilisateurs glissent leur main dans cette ouverture et interagissent avec des objets générés par ordinateur qui semblent flotter en l’air. Ces objets sont des graphiques créés et contrôlés par le logiciel Unity Game Engine (souvent utilisé pour créer des objets et des mondes 3D dans les jeux vidéo).

Le dispositif relie un capteur Leap Motion — chargé de suivre les mouvements de la main — à une buse d’air mobile, qui dirige le flux d’air sur la paume et les doigts aux endroits précis où est supposé se produire le contact avec l’objet virtuel et avec la force nécessaire (selon l’intensité estimée du contact). Les utilisateurs peuvent ainsi « pousser » le ballon virtuel avec une force variable et sentir le changement résultant dans la sensation du rebond dans leur paume. La vidéo suivante, publiée par le groupe de recherche Bendable Electronics and Sensing Technologies de l’Université de Glasgow, illustre les possibilités du dispositif :

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Voir, toucher et sentir des objets virtuels

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Bien que la rétroaction haptique et la technologie d’affichage volumétrique aient beaucoup évolué ces dernières années, les chercheurs soulignent que bien souvent, les techniques haptiques actuelles nécessitent l’utilisation de périphériques portables (casques, gants, etc.) ; or, parce qu’ils augmentent les coûts, ces équipements annexes peuvent représenter un frein au déploiement de cette technologie. Le dispositif proposé ici permet justement de s’affranchir de tout équipement supplémentaire, offrant ainsi une sensation convaincante d’interaction physique à un coût réduit.

Mais nous sommes encore loin de l’holodeck ! L’hologramme tactile du ballon de basket a déjà nécessité un énorme et complexe travail de modélisation, selon les chercheurs. Plusieurs améliorations sont néanmoins à venir dans un futur proche : l’équipe envisage en effet d’ajouter des fonctionnalités supplémentaires, telles que le contrôle de la température du flux d’air afin d’approfondir la sensation d’interaction avec des objets chauds ou froids. Ils explorent aussi la possibilité d’ajouter des parfums au flux d’air, pour offrir une illusion encore plus totale et permettre aux utilisateurs de sentir et toucher les objets virtuels.

Déployée à grande échelle, cette technologie pourrait être à la base de nombreuses applications. Elle pourrait non seulement révolutionner le monde du jeu et du divertissement en proposant une expérience utilisateur plus vraie que nature, mais aussi de nombreux autres secteurs d’activité, en offrant des formes avancées de téléconférence. Elle pourrait même représenter un atout certain en médecine, en servant de support aux chirurgiens pour enseigner à leurs élèves des procédures délicates dans des espaces virtuels, ou même en leur permettant de commander des robots pour effectuer des opérations réelles. « Nous sommes impatients d’explorer les possibilités à mesure que nous continuons à développer le système », concluent les chercheurs.

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Source : Advanced Intelligent Systems, A. Christou et al.

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