Imaginez la panique. Les alarmes incendie retentissent. La fumée remplit la pièce, et il ne te reste que le sens du toucher, se sentant désespérément le long des murs alors que vous essayez de trouver la porte.

Imaginez maintenant que la technologie vous guide par le toucher. Votre montre connectée, alerté par les mêmes alarmes, commence à "parler" à travers votre peau, donner des instructions avec des vibrations codées, serre et tire avec des significations aussi claires que des mots prononcés.

Ce scénario pourrait se réaliser à l'avenir grâce à la technologie en cours de développement dans le laboratoire de l'ingénieur mécanique Rice Marcia O'Malley, qui a passé plus de 15 ans à étudier comment les gens peuvent utiliser le sens haptique pour interagir avec la technologie, qu'il s'agisse de robots, membres prothétiques ou logiciel de réadaptation post-AVC.

"La peau recouvre tout notre corps et contient de nombreux types de récepteurs, et nous voyons cela comme un canal d'information sous-utilisé, " dit O'Malley, directeur de la Rice Robotics Initiative et du Rice's Mechatronics and Haptic Interfaces Laboratory (MAHI).

Les situations d'urgence comme le scénario d'incendie décrit ci-dessus n'en sont qu'un exemple. O'Malley a déclaré qu'il existe de nombreuses « autres situations où vous pourriez ne pas vouloir regarder un écran, ou vous avez déjà beaucoup de choses affichées visuellement. Par exemple, un chirurgien ou un pilote pourrait trouver très utile d'avoir un autre canal de communication."

Avec un nouveau financement de la National Science Foundation, O'Malley et la collaboratrice de l'Université de Stanford, Allison Okamura, commenceront bientôt à concevoir et à tester des logiciels, appareils portables qui permettent des communications tactiles directes à partir de robots à proximité. Le financement, qui est rendu possible par l'Initiative nationale de robotique, est orienté vers le développement de nouvelles formes de communication qui contournent l'encombrement visuel et le bruit pour communiquer rapidement et clairement.

"Certains entrepôts et usines ont déjà plus de robots que de travailleurs humains, et les technologies telles que les voitures autonomes et les appareils d'assistance physique rendront les interactions homme-robot beaucoup plus courantes dans un avenir proche, " dit O'Malley, Stanley C. Moore professeur de génie mécanique de Rice et professeur d'informatique et de génie électrique et informatique.

Mou, tendre, les appareils portables pourraient faire partie d'un uniforme, comme une manche, gant, bracelet de montre ou ceinture. En fournissant une gamme d'indices haptiques, comme une pression dure ou douce, ou un étirement de la peau dans une direction et un endroit particuliers, O'Malley a déclaré qu'il pourrait être possible de construire un "vocabulaire" significatif de sensations qui portent des significations spécifiques.

"Je peux voir le clignotant d'une voiture, mais seulement si je le regarde, " a déclaré O'Malley. "Nous voulons une technologie qui permet aux gens de sentir les robots autour d'eux et de comprendre clairement ce que ces robots sont sur le point de faire et où ils sont sur le point d'être. Idéalement, si nous le faisons correctement, les indices seront faciles à apprendre et intuitifs."

Par exemple, dans une étude présentée ce mois-ci au Symposium international sur les ordinateurs portables (ISWC) à Singapour, L'étudiant diplômé du MAHI, Nathan Dunkelberger, a montré que les utilisateurs avaient besoin de moins de deux heures de formation pour apprendre à « ressentir » la plupart des mots transmis par un brassard haptique. L'« interface multisensorielle d'étirement développée par MAHI, presser et éléments vibrotactiles intégrés, " ou MISSIVE, se compose de deux bandes qui s'ajustent autour du haut du bras. L'un d'eux peut doucement presser, comme un brassard de tensiomètre, et peut également légèrement étirer ou tirer la peau dans une direction. La deuxième bande a des moteurs vibrotactiles - les mêmes alarmes vibrantes utilisées dans la plupart des téléphones portables - à l'avant, arrière, côtés gauche et droit du bras.

En utilisant ces indices en combinaison, MAHI a créé un vocabulaire de 23 des sons vocaux les plus courants pour les anglophones. Ces sons, qu'on appelle phonèmes, sont utilisés en combinaison pour former des mots. Par exemple, les mots "aïe" et "chow" contiennent les deux mêmes phonèmes, "ow" et "ch, " dans un ordre différent. O'Malley a déclaré que communiquer avec des phonèmes est plus rapide que d'épeler des mots lettre par lettre, et les sujets n'ont pas besoin de savoir comment un mot est épelé, seulement comment il est prononcé.

Dunkelberger a déclaré que les anglophones utilisent 39 phonèmes, mais pour l'étude de preuve de concept, lui et ses collègues de MAHI ont utilisé 23 des plus courantes. Dans les essais, les sujets ont reçu une formation limitée - seulement 1 heure, 40 minutes, ce qui impliquait d'entendre le phonème parlé tout en le sentant affiché par MISSIVE. Dans des tests ultérieurs, on a demandé aux sujets d'identifier 150 mots parlés composés de deux à six phonèmes chacun. Les personnes testées ont obtenu 86 pour cent des mots corrects.

"Ce que cela montre, c'est que c'est possible, avec une formation limitée, enseigner aux gens un petit vocabulaire de mots dont ils peuvent se souvenir avec une grande précision, " a déclaré O'Malley. "Et il y a certainement des choses que nous pourrions optimiser. Nous pourrions rendre les indices plus saillants. Nous pourrions affiner le protocole d'entraînement. C'était notre approche prototype, et ça a plutôt bien marché."

Dans le projet NSF, elle a dit que l'équipe ne se concentrera pas sur la transmission de mots, mais véhiculant des informations non verbales.

« Il existe de nombreuses applications potentielles pour les systèmes de rétroaction haptique portables pour permettre la communication entre les individus, entre individus et robots ou entre individus et agents virtuels comme Google maps, " O'Malley a déclaré. "Imaginez une montre intelligente qui peut vous transmettre tout un langage d'indices directement, et en privé, pour que vous n'ayez pas du tout à regarder votre écran."