Appuyer sur un bouton semble sans effort et on ignore facilement à quel point c'est difficile. Chercheurs de l'Université Aalto, Finlande, et KAIST, Corée du Sud, ont créé des simulations détaillées de pression de bouton dans le but de produire des presses à l'image de l'homme.

"Cette recherche a été déclenchée par l'admiration de notre remarquable capacité à adapter la pression des boutons, " explique le professeur Antti Oulasvirta de l'Université Aalto. " Nous appuyons sur un bouton d'une télécommande différemment d'une touche de piano. La presse d'un utilisateur expérimenté est étonnamment élégante en termes de timing, fiabilité, et la consommation d'énergie. Nous appuyons avec succès sur des boutons sans jamais connaître le fonctionnement interne d'un bouton. C'est essentiellement une boîte noire à notre système moteur. D'autre part, nous n'arrivons pas non plus à activer les boutons, et certains boutons sont connus pour être pires que d'autres."

Des recherches antérieures ont montré que les boutons tactiles sont pires que les boutons-poussoirs, mais il n'y a pas eu d'explication théorique adéquate.

"Autrefois, il y a eu très peu d'attention aux boutons, même si nous les utilisons tout le temps, " explique le Dr Sunjun Kim. La nouvelle théorie et les simulations peuvent être utilisées pour concevoir de meilleurs boutons.

"Une implication passionnante de la théorie est que l'activation du bouton au moment où la sensation est la plus forte aidera les utilisateurs à mieux rythmer leurs frappes."

Pour tester cette hypothèse, les chercheurs ont créé une nouvelle méthode pour changer la façon dont les boutons sont activés. La technique s'appelle l'activation par impact. Au lieu d'activer le bouton au premier contact, il l'active lorsque le capuchon du bouton ou le doigt touche le sol avec un impact maximal.

La technique était 94 pour cent plus précise en tapotement rapide que la méthode d'activation régulière pour un bouton-poussoir (interrupteur Cherry MX) et 37 pour cent qu'un bouton d'écran tactile ordinaire utilisant un capteur tactile capacitif. La technique peut être facilement déployée dans les écrans tactiles. Cependant, les claviers physiques ordinaires n'offrent pas la capacité de détection requise, bien qu'il existe des produits spéciaux (par exemple, le clavier Wooting) sur lequel il peut être implémenté.

La technique pourrait aider les joueurs et les musiciens dans des tâches qui nécessitent vitesse et rythme.

Les simulations jettent un nouvel éclairage sur ce qui se passe lors d'une pression sur un bouton. Un problème que le cerveau doit surmonter est que les muscles ne s'activent pas parfaitement. Au lieu, chaque presse est légèrement différente. De plus, une pression sur un bouton est très rapide, survenant dans les 100 millisecondes, et est trop rapide pour corriger le mouvement. La clé pour comprendre la pression sur un bouton est donc de comprendre comment le cerveau s'adapte en fonction des sensations limitées qui sont le résidu de la brève pression sur un bouton.

Les chercheurs soutiennent que la capacité clé du cerveau est un modèle probabiliste :le cerveau apprend un modèle qui lui permet de prédire une commande motrice appropriée pour un bouton. Si une presse tombe en panne, il peut choisir une très bonne alternative et l'essayer. « Sans cette capacité, il faudrait apprendre à utiliser chaque bouton comme s'il était nouveau, " dit le professeur Byungjoo Lee de KAIST. Après avoir activé le bouton avec succès, le cerveau peut régler la commande motrice pour être plus précis, utiliser moins d'énergie et éviter le stress ou la douleur. « Ces facteurs réunis, avec la pratique, produire le jeûne, effort minimum, les gens au toucher élégant sont capables d'effectuer.

Le cerveau utilise également des modèles probabilistes pour extraire des informations de manière optimale des sensations qui surviennent lorsque le doigt bouge et que son extrémité touche le bouton. Il "enrichit" les sensations éphémères de manière optimale en se basant sur l'expérience antérieure pour estimer le moment où le bouton a été impacté. Par exemple, la sensation tactile du bout du doigt est un meilleur prédicteur de l'activation du bouton que la proprioception (position angulaire) et le retour visuel.

Les meilleures performances sont obtenues lorsque toutes les sensations sont considérées ensemble. Adapter, le cerveau doit fusionner leurs informations en utilisant des expériences antérieures. Le professeur Lee explique :« Nous pensons que le cerveau acquiert ces compétences au fil des pressions répétées sur les boutons qui commencent déjà dans l'enfance. Ce qui nous semble facile maintenant a été acquis au fil des années.

Les chercheurs ont également utilisé la simulation pour expliquer les différences entre les types de boutons physiques et tactiles. Les boutons physiques et tactiles fournissent des signaux tactiles clairs de l'impact de la pointe avec le sol du bouton. Cependant, avec le bouton physique ce signal est plus prononcé et plus long.

"Là où les deux types de boutons diffèrent également, c'est la hauteur de départ du doigt, et cela fait une différence, " explique le professeur Lee. " Lorsque nous retirons le doigt de l'écran tactile, il se retrouvera à une hauteur différente à chaque fois. Sa pression vers le bas ne peut pas être contrôlée avec autant de précision dans le temps qu'avec un bouton-poussoir où le doigt peut reposer sur le capuchon de la touche."

Trois articles scientifiques, "La neuromécanique d'une presse à bouton, " "L'activation par impact améliore la pression rapide sur le bouton, " et " Sélection de cible mobile :un modèle d'intégration de repères, " sera présenté à la Conférence CHI sur les facteurs humains dans les systèmes informatiques à Montréal, Canada, en avril 2018.