Une « seconde peau » pour sentir des objets en réalité virtuelle

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Ce patch pour mains, doté d'électrodes à base d'hydrogel, comporte 32 pixels de stimulation électrotactile. | Yu Xinge et al. /City University of Hong Kong
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« Sentir » des objets dans un monde virtuel… c’est un fantasme qui court depuis longtemps, et qui a déjà alimenté de nombreuses recherches. Cette fois-ci, une équipe de chercheurs de Hong Kong a développé une véritable « seconde peau » qui pourrait permettre une expérience de toucher personnalisée de qualité dans un monde en réalité virtuelle.

« Améliorer l’expérience virtuelle avec la sensation tactile est devenu un sujet brûlant, mais les appareils haptiques d’aujourd’hui restent généralement encombrants et empêtrés dans des systèmes filaires », explique la City University of Hong Kong, dans un communiqué détaillant le projet. Le nouveau dispositif développé par une équipe de chercheurs spécialisés vise à dépasser ces désagréments. Nommé WeTac, il se présente comme un « patch » directement plaqué sur la peau, afin de réduire la sensation d’encombrement. L’idée est d’avoir une « seconde peau » qui retransmet directement les sensations au corps de l’utilisateur, par le biais d’un faible courant électrique. Les travaux de l’équipe ont été publiés dans Nature Machine Intelligence.

Cette technologie pourrait bien évidemment trouver un usage dans les jeux vidéo en réalité virtuelle, mais pas seulement. Les chercheurs envisagent également des applications dans des activités sociales à distance, des modules de formation, ou encore de contrôle robotique à distance. « Le retour tactile a un grand potentiel, au même titre que les informations visuelles et auditives, dans la réalité virtuelle. Nous avons donc essayé de rendre l’interface haptique plus fine, plus douce, plus compacte et sans fil, afin qu’elle puisse être utilisée librement sur la main, comme une seconde peau », déclare au sujet du projet Yu Xinge, professeur associé au département d’ingénierie biomédicale (BME) de CityU, qui a dirigé les recherches.

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Le système électrotactile sans fil intégré à la peau comprend deux parties : une unité de commande souple (à droite), fixée à l’avant-bras, et le patch de la main (à gauche). © Yu Xinge et al./City University of Hong Kong

Le dispositif, sans fil, est composé de deux parties. Une unité de commande souple, miniaturisée, est fixée à l’avant-bras. Un patch à base d’hydrogel, bardé d’électrodes, constitue le second élément clef. Celui-ci sert d’interface haptique et est appliqué sur la peau : la main, pour le moment. L’unité de pilotage pèse seulement un peu plus de 19 grammes et mesure 5 cm sur 5 cm, pour une épaisseur de 2 mm. Quant au patch, son épaisseur est de 1 mm, et il est très souple afin de pouvoir suivre les mouvements de la main.

Un toucher personnalisé

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La particularité de cette technologie est aussi qu’elle cherche à apporter une personnalisation du toucher en fonction de l’utilisateur. « La stimulation électrotactile est une bonne méthode pour fournir un toucher virtuel efficace aux utilisateurs », explique Yu Xinge. « Cependant, comme les individus ont des sensibilités différentes, la même force de rétroaction peut être ressentie différemment dans les mains de différents utilisateurs ». Autrement dit, personne n’a envie d’avoir l’impression de se faire électrocuter pour ressentir quelque chose. « Nous devons donc personnaliser les paramètres de rétroaction en conséquence pour fournir un outil universel à tous les utilisateurs et éliminer un autre goulot d’étranglement majeur de la technologie haptique actuelle », précise donc le scientifique.

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Dans un scénario de réalité augmentée, une souris virtuelle saute en avant et se pose brièvement sur chaque point de la main. Ce patch pour mains, doté d’électrodes à base d’hydrogel, comporte 32 pixels de stimulation électrotactile sur le côté de la paume, ce qui permet de cartographier facilement les courants de seuil pour différents utilisateurs. © Yu Xinge et al. /City University of Hong Kong

Selon les chercheurs, la souplesse du dispositif permet de cartographier facilement les « courants de seuil » pour les utilisateurs. Autrement dit, il est possible de régler le patch pour obtenir une gamme d’intensité de sensation qui leur correspond. Cela permettra d’éviter de causer de la douleur, ou d’obtenir un résultat trop faible pour être ressenti. Pour plus de sensibilité, les chercheurs ont réparti 32 « pixels de stimulation ». L’espace entre deux électrodes est de seulement 13 millimètres, ce qui permet de nuancer les sensations même à l’échelle de la paume d’une main.

Et pour les inquiets, « l’appareil dispose de plusieurs mesures de sécurité intégrées pour protéger les utilisateurs contre les chocs électriques, et la température de l’appareil est maintenue dans une plage relativement basse de 27 à 35,5 °C pour éviter de provoquer une gêne thermique pendant le fonctionnement continu », précise le communiqué. Il a été testé dans différents scénarios virtuels, amenant les utilisateurs à saisir une balle, ou toucher un cactus. Bien entendu, un long développement est encore nécessaire, mais Yu Xinge affirme qu’il s’agit « d’un outil puissant pour fournir un toucher virtuel et une source d’inspiration pour le développement du métavers, de l’interface homme-machine (IHM) et d’autres domaines ».

Source : Nature Machine Intelligence

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