Malgré les progrès de la technologie de réalité virtuelle et augmentée au cours des dernières années, il y a un domaine qui reste négligé :le toucher. Avec votre casque VR allumé, vous pourrez peut-être explorer les vues d'une vaste forêt et entendre le chant des oiseaux tout autour de vous, mais vous ne sentirez pas l'humidité de la mousse sur un tronc d'arbre ou le bruit des feuilles sous vos pieds.

Et pourtant, le toucher fait partie intégrante de la façon dont nous interagissons avec le monde. Un câlin d'un être cher peut rendre une terrible journée plus agréable, la sensation du vent qui passe en faisant du vélo peut être exaltante, même le retour tactile d'un bouton à un passage pour piétons est rassurant.

"Vous explorez et comprenez le monde à travers tous vos sens, mais quand vous arrivez devant un ordinateur, vous êtes vraiment coupé de certains d'entre eux, " dit Stephen Brewster, professeur d'interaction homme-machine à l'Université de Glasgow, ROYAUME-UNI. "En pensant aux interactions variées que vous avez avec le monde physique quotidien en dehors des ordinateurs, ne pourrions-nous pas en apporter ?"

Introduire des éléments tactiles dans nos vies numériques est exactement ce que lui et d'autres chercheurs travaillant sur la technologie haptique - ou tactile - essaient de faire. Le professeur Brewster fait partie de Levitate, un projet qui vise à créer un prototype d'objet en lévitation que les utilisateurs peuvent atteindre et manipuler aussi facilement que s'il s'agissait de pixels numériques sur un écran, complet avec retour tactile.

Ultrason

L'idée est d'utiliser des ultrasons, la même technologie utilisée dans les capteurs de voiture pour vous empêcher de heurter le mur lorsque vous vous garez, pour créer trois effets différents. Le premier est les « forces palpables » dans les airs, imiter la sensation du toucher sans qu'un objet physique soit présent. Le second est ce qu'on appelle le son paramétrique, où un haut-parleur peut émettre un son très concentré qui n'est entendu que par une personne et non, par exemple, la personne assise à côté d'eux. Et le troisième est ce qui donne son nom au projet :la lévitation de petits objets.

Maintenant, l'équipe commence à rassembler les trois aspects :le toucher, sonner, et la lévitation, dans le but de les faire fonctionner à terme sur le même système de haut-parleurs à ultrasons.

Le travail n'est pas sans défis. Le professeur Brewster et ses collègues ont fait léviter plusieurs petites billes de polystyrène en forme de cube qui peuvent être tournées dans les airs en réponse à des gestes. L'ajout de cette interaction avec le cube était un défi. "Vous voulez que les objets puissent changer de forme ou se déformer (quand quelqu'un les pousse), " at-il dit. " Il devient complexe de permettre ces mouvements dynamiques en réponse à vos gestes. "

La sensation de toucher se produit lorsque les ondes ultrasonores de différents émetteurs se combinent à des points focaux qui se déplacent incroyablement rapidement, créant l'illusion d'un objet solide dans les airs. L'idée est que si vous portez un casque AR ou VR et que vous voyez un objet virtuel devant vous, ou que vous interagissez avec une combinaison de pixels physiques comme les billes de polystyrène du projet Levitate, vous pouvez également sentir l'objet lorsque vous interagissez avec lui. .

Sensible

Une partie de la raison pour laquelle notre sens du toucher a été jusqu'à présent négligé dans le domaine numérique est qu'il est tout simplement plus difficile de recréer le toucher qu'une image ou un son. "Nos doigts sont si sensibles, notre peau est si sensible, il est très difficile de fabriquer du matériel aussi bon que notre peau, ", a déclaré le professeur Brewster. "Donc, souvent, ces interactions tactiles sont un peu pauvres."

Lorsque vous passez votre doigt sur votre bureau, dire, la surface de votre peau monte et descend, créant des vagues qui traversent les couches de votre peau et descendent jusqu'à vos os. En route, ils frappent des récepteurs mécaniques avec des nerfs qui envoient un signal électrique à votre cerveau.

Dr Tom Montenegro-Johnson et Dr James Andrews, mathématiciens appliqués à l'Université de Birmingham, ROYAUME-UNI, modélisent ce processus, jusqu'au moment où le récepteur envoie un signal au cerveau, pour aider à créer un retour haptique plus réaliste.

"Si nous pouvons recréer la première partie de ce processus aussi près que possible, avec nos appareils haptiques, le reste devrait, espérons-le, prendre soin de lui-même, " a déclaré le Dr Monténégro-Johnson.

Il a pu tirer parti d'une richesse de mathématiques qui existe déjà dans un domaine scientifique entièrement distinct. "Quand nous avons commencé cela, nous avons remarqué que la peau des humains est, en un sens, très semblable à la peau de la Terre, mathématiquement parlant, " a-t-il dit. " Il y a une carte presque univoque entre ce qui se passe dans les tremblements de terre et ce qui se passe lorsque vous frottez légèrement votre doigt sur une surface. "

La recherche fait partie de H-Reality, un projet, comme Lévitation, utilisant des ultrasons pour créer des sensations de toucher dans les airs. L'idée est d'utiliser ce nouveau modèle tactile pour créer la prochaine génération d'haptiques portables, un appareil que vous portez à la main et qui fournit des informations sur la forme et la texture des objets numériques.

L'élimination des bombes

Le Dr Monténégro-Johnson pense que l'application la plus répandue pour ce type de technologie sera le jeu vidéo. Mais il y en a d'autres, plus de niche mais peut-être plus intéressant, applications, trop. Les robots de déminage pourraient transmettre des informations à un programme informatique qui alimente un appareil haptique portable pour la personne qui le contrôle, par exemple.

"Si vous avez un bras de robot désamorçant une bombe, ou faire une opération délicate, et vous le contrôlez via une interface VR, nous allons maintenant pouvoir vous donner un retour tactile, " a déclaré le Dr Monténégro-Johnson.

Avec des objets en lévitation qui fournissent un retour tactile, les scientifiques pourraient s'asseoir autour d'un modèle de protéine flottant dans les airs et le manipuler pendant qu'ils en discutent, ou les concepteurs pourraient atteindre et apporter des modifications à leur travail dans un vrai modèle 3D, pas une simulation informatique 2-D d'un. Cette technologie pourrait également être ajoutée aux appareils que nous utilisons déjà quotidiennement. "Vous pourriez mettre votre main sur le téléphone et sentir le nombre de messages, " a déclaré le professeur Brewster.

Alors que les ordinateurs de toutes tailles empiètent de plus en plus dans nos vies, faire appel à davantage de nos sens enrichirait nos interactions avec la technologie. "Plutôt que d'avoir des écrans géants et de me poignarder un clavier avec mes doigts... je peux faire bien plus que ça, en tant qu'humain, ", a déclaré le professeur Brewster. "Pourquoi mes appareils ne font-ils pas attention?"