La réalité virtuelle (VR) est sur le point de transformer la façon dont nous interagissons avec nos mondes grâce à la technologie depuis des années. Cependant, jusqu’à présent, les systèmes haptiques utilisés dans la réalité virtuelle n’ont pas réussi à fournir une interface conviviale transparente qui puisse répondre à cette promesse. Cela pourrait changer avec un nouveau système d’interface haptique sans fil avancé, baptisé WeTac, développé par des chercheurs de la City University of Hong Kong (CityU). Le système peut fournir le type d’interface sans fil qui pourrait agir comme une “seconde peau” qui pourrait aider la réalité virtuelle à réaliser son potentiel, a déclaré Yu Xinge, professeur agrégé au département de génie biomédical (BME) de CityU, qui a dirigé la recherche.
“Le retour tactile a un grand potentiel, ainsi que des informations visuelles et auditives, dans la réalité virtuelle (VR), nous avons donc continué à essayer de rendre l’interface haptique plus fine, plus douce, plus compacte et sans fil, afin qu’elle puisse être librement utilisée sur la main , comme une seconde peau », a-t-il déclaré dans un publier sur le site de CityU.
WeTac est porté sur la main et l’avant-bras et collecte des données de sensation tactile personnalisées qui peuvent être utilisées pour fournir une expérience tactile robuste dans le métaverse, ont déclaré les chercheurs. Il est doux et ultra-mince et peut s’intégrer de manière transparente aux applications VR pour les jeux, les sports, la formation professionnelle, les activités sociales et même les commandes robotiques à distance, ont-ils déclaré.
Comment fonctionne le système haptique
Les gants haptiques procurent actuellement la sensation tactile dans les applications VR, mais ils reposent généralement principalement sur des pompes et des conduits d’air volumineux qui sont alimentés et contrôlés par des cordons et des câbles. Cela limite considérablement l’expérience immersive des utilisateurs de VR et de réalité augmentée (AR), ont déclaré les chercheurs.
Le système électrotactile de WeTac, composé de deux parties, est léger, ne pesant que 19,2 grammes et suffisamment petit (5 cm x 5 cm x 2,1 mm) pour être monté sur le bras de l’utilisateur, ont déclaré les chercheurs. Une unité de commande souple miniaturisée, attachée à un avant-bras, agit comme un panneau de commande, tandis qu’un patch manuel d’électrode à base d’hydrogel d’une épaisseur de 220 µm à 1 mm agit comme une interface haptique.
Les patchs WeTac fournissent des modèles de rétroaction spatio-temporelle programmables, avec 32 pixels de stimulation électrotactile sur la paume au lieu de seulement sur le bout des doigts, ont déclaré les chercheurs. La distance moyenne centre à centre entre les électrodes est d’environ 13 millimètres, ce qui offre une large couverture pour toute la main, ont-ils déclaré.
WeTac n’a besoin d’aucune source d’alimentation externe, fonctionnant à la place sur une petite batterie lithium-ion rechargeable, et utilise Bluetooth Low Energy (BLE) pour la communication sans fil. Dans l’ensemble, le système offre une grande flexibilité et peut fournir une rétroaction efficace lorsque l’utilisateur prend diverses poses et gestes, ont déclaré les chercheurs.
Résoudre les défis des utilisateurs individuels
Étant donné qu’il n’y a pas deux utilisateurs de réalité virtuelle identiques, les chercheurs ont dû résoudre plusieurs problèmes dans la conception du système pour s’assurer que son approche d’utilisation de la stimulation électrotactile fournirait un toucher virtuel efficace pour tous les types de personnes qui le portent, a déclaré Yu. “Comme les individus ont des sensibilités différentes, la même force de rétroaction peut être ressentie différemment dans les mains de différents utilisateurs”, a-t-il expliqué dans le message.
Pour résoudre ce problème, les chercheurs ont personnalisé les paramètres de rétroaction en conséquence “pour fournir un outil universel à tous les utilisateurs afin d’éliminer un autre goulot d’étranglement majeur dans la technologie haptique actuelle”, a déclaré Yu.
WeTac est également ultra-doux, ce qui permet de cartographier avec succès les courants de seuil pour les utilisateurs individuels, en déterminant les paramètres optimisés pour chaque partie de la main, ont déclaré les chercheurs. Ensuite, sur la base des données de seuil personnalisées acquises par le système haptique, il peut fournir une rétroaction électrotactile à n’importe quelle partie de la main à la demande dans une plage d’intensité appropriée, ont-ils déclaré.
Cette configuration peut également éviter le scénario malheureux de causer de la douleur à l’utilisateur ou, à l’autre bout du spectre, d’être si faible que l’utilisateur ne le ressent pas du tout, ont ajouté les chercheurs. De plus, le système dispose de plusieurs mesures de sécurité intégrées pour protéger les utilisateurs contre les chocs électriques et maintient une température dans la plage relativement basse de 27 degrés à 35,5 degrés Celsius pour éviter la surchauffe pendant le fonctionnement continu, ont déclaré les chercheurs.
Avenir de la réalité virtuelle ?
L’équipe a publié un papier sur WeTac dans le journal Intelligence des machines naturelles. Les chercheurs ont déjà intégré avec succès le système dans des scénarios VR et AR, en le synchronisant avec des mains robotiques via la communication BLE, ont déclaré les chercheurs.
Jusqu’à présent, ces applications initiales ont fourni des résultats positifs, les utilisateurs signalant que le retour tactile dans la main est beaucoup plus facile et plus convivial qu’avec d’autres systèmes haptiques VR, ont-ils déclaré. Les utilisateurs peuvent réellement ressentir des objets virtuels dans divers scénarios, notamment saisir une balle de tennis lors d’un entraînement sportif, toucher un cactus ou sentir une souris courir sur la main lors d’activités sociales, ont rapporté des chercheurs.
Les chercheurs envisagent que WeTac peut fournir une base haptique pour l’avenir des solutions tactiles virtuelles non seulement en réalité virtuelle et en réalité augmentée, mais aussi “pour le développement du métaverse, de l’interface homme-machine (IHM) et d’autres domaines”, a déclaré Yu.