Heather Culbertson, professeur assistant en informatique, a conçu un dispositif de manchon haptique à faible coût qui simule le toucher humain. Crédit :USC Photo/Caitlin Dawson
Imaginez un monde virtuel où quelqu'un touche votre bras pendant une conversation et vous ressentez la sensation comme s'il était avec vous.
Au département d'informatique de l'USC, La professeure adjointe Heather Culbertson a développé un nouveau brassard haptique qui imite les gestes utilisés dans le contact social, spécifiquement la sensation d'un doigt se déplaçant le long du bras. Elle a développé le brassard avec des collègues de l'Université de Stanford, où elle a travaillé comme ingénieur de recherche avant de rejoindre USC en janvier.
Le textile portable est intégré à de minuscules actionneurs de haut-parleurs qui montent et descendent pour simuler différentes sensations. Contrôlé par un algorithme, le mouvement est chronométré pour créer une "illusion haptique" qui ressemble à une véritable touche humaine.
"Simulant mécaniquement un long mouvement, comme un doigt qui traîne le long de la peau, est très difficile à réaliser dans un petit espace comme un portable, " dit Culbertson, auteur principal de l'étude présentée au IEEE Haptics Symposium de cette année à San Francisco.
"Avec cet appareil, nous créons l'illusion d'un mouvement latéral d'un côté à l'autre en utilisant un mouvement vertical de haut en bas. Les haut-parleurs s'enfoncent un à un dans la peau pour simuler la sensation de mouvement continuel."
Culbertson espère que la manche peut être un outil thérapeutique efficace pour les personnes anxieuses ou les personnes à risque d'isolement, comme la population âgée. Il pourrait également transmettre des informations directionnelles pour les personnes malvoyantes.
"C'est un premier prototype, mais c'est étonnamment efficace, " a déclaré Culbertson. " En ce qui concerne l'haptique, les gens sont des critiques sévères, vous devez avoir la sensation juste."
Imitez le toucher humain - il s'agit d'haptique
L'haptique se rapporte au sens du toucher dans la technologie, qui se trouve déjà dans de nombreux appareils grand public, notamment les manettes de jeux vidéo, smartphones et montres connectées. Culbertson est spécialisé dans l'haptique sociale, un domaine émergent qui cherche à transmettre ou à susciter des émotions par des moyens artificiels.
"Je m'intéresse au côté social de la robotique, en particulier comment les gens utilisent le toucher pour communiquer et recueillir des informations sur le monde qui les entoure, " elle a dit.
La recherche a montré que le toucher est profondément lié à l'émotion, déclenchant une cascade de réponses chimiques prouvées pour diminuer la dépression et réduire le stress pendant les procédures médicales. Malgré cela, les interactions informatisées manquent actuellement de richesse, signaux tactiles significatifs.
Petits haut-parleurs, ou des actionneurs à bobine mobile, intégré dans le brassard monte et descend pour imiter la sensation d'un contact humain. Crédit :Vidéo/Heather Culbertson
"Nous transmettons tellement d'informations par le toucher, " a déclaré Culbertson. " Mais maintenant [que] nous passons de plus en plus de temps en ligne, nous perdons ce sentiment de connexion."
Elle a ajouté :"Faire du shopping ou parler à des amis et à la famille en ligne sont des expériences actuellement limitées à vos sens visuels et auditifs. Mon rêve est de créer des sensations tactiles virtuelles qui sont indistinctes de ce que vous ressentez dans le monde réel."
Je ne peux pas arrêter le sentiment
La majorité des appareils électroniques offrant un retour haptique utilisent des vibrations. Mais pour une application dans un appareil social portable, Culbertson et l'équipe voulaient créer une sensation plus naturelle.
"Avec vibrations, vous pouvez créer la sensation de mouvement, mais vous n'avez pas l'impression d'imiter un contact humain - c'est juste comme un bourdonnement, " dit-elle. " Il est également très difficile d'isoler les vibrations, alors les gens l'ignorent."
En expérimentant des matériaux pour des prototypes à bas prix, les chercheurs ont découvert que les aimants créaient une sensation de toucher étonnamment convaincante lorsqu'ils repoussaient la peau.
En utilisant les mêmes principes, les chercheurs se sont mis au travail pour construire un dispositif mécanique à l'aide de six petits, haut-parleurs d'excitation à faible coût intégrés dans un manchon en tissu léger. Conduit à basse fréquence, les haut-parleurs émettent un mouvement au lieu de vibrations ou de sons trouvés à des fréquences plus élevées.
Lors d'une étude utilisateur, les chercheurs ont découvert que des impulsions courtes avec de longs délais créaient une sensation "effrayante", semblable à quelque chose qui rampe sur la peau, tandis que de longues impulsions avec de courts délais créaient une sensation des plus réalistes.
Le sentiment peut-il devenir trop réaliste ? "Nous n'avons pas encore rencontré cela, " a déclaré Culbertson.
En plus des applications dans les appareils sociaux, Culbertson a déclaré que ce type de technologie haptique pourrait également être intégré dans les sièges d'auto pour transmettre la direction et d'autres informations aux conducteurs, tels que les alertes et les avertissements d'angle mort.
"Le sens du toucher est fortement sous-utilisé dans la technologie actuelle, " Dit Culbertson. "Ce n'est que la pointe de l'iceberg."
