Les ingénieurs de Northwestern dévoilent des capteurs tactiles portables imitant la peau

Université Northwestern, comté de Cook, Illinois

En matière de retour haptique, la plupart des technologies se limitent à de simples vibrations. Mais notre peau est remplie de minuscules capteurs qui détectent la pression, les vibrations, les étirements et bien plus encore.

Aujourd'hui, les ingénieurs de l'Université Northwestern ont dévoilé une nouvelle technologie qui crée des mouvements précis pour imiter ces sensations complexes.

Lorsqu'il est posé sur la peau, cet appareil compact et léger sans fil applique une force dans toutes les directions pour générer diverses sensations, notamment des vibrations, des étirements, des pressions, des glissements et des torsions. L'appareil, détaillé dans une étude publiée dans la revue Science , peut également combiner des sensations et fonctionner rapidement ou lentement pour simuler un sens du toucher plus nuancé et plus réaliste.

Alimenté par une petite batterie rechargeable, l'appareil utilise Bluetooth pour se connecter sans fil aux casques de réalité virtuelle et aux smartphones. Il est également petit et efficace, de sorte qu'il peut être placé n'importe où sur le corps, combiné avec d'autres actionneurs dans des réseaux ou intégré dans l'électronique portable actuelle.

Les chercheurs envisagent que leur appareil pourrait à terme améliorer les expériences virtuelles, aider les personnes malvoyantes à naviguer dans leur environnement, reproduire la sensation de différentes textures sur des écrans plats pour les achats en ligne, fournir un retour tactile pour les visites de soins de santé à distance et même permettre aux personnes malentendantes de « ressentir » de la musique.

"Presque tous les actionneurs haptiques ne font que toucher la peau", a déclaré John A. Rogers de Northwestern, qui a dirigé la conception de l'appareil. "Mais la peau est réceptive à des sens du toucher beaucoup plus sophistiqués. Nous voulions créer un appareil capable d'appliquer des forces dans n'importe quelle direction - pas seulement en poussant, mais en poussant, en tournant et en glissant. Nous avons construit un petit actionneur capable de pousser la peau dans n'importe quelle direction et dans n'importe quelle combinaison de directions. Avec lui, nous pouvons contrôler finement la sensation complexe du toucher de manière entièrement programmable. "

Pionnier de la bioélectronique, Rogers est professeur Louis A. Simpson et Kimberly Querrey de science et d'ingénierie des matériaux, de génie biomédical et de chirurgie neurologique, avec des nominations à la McCormick School of Engineering et à la Feinberg School of Medicine de l'Université Northwestern. Il dirige également l'Institut Querrey Simpson pour la bioélectronique. Rogers a codirigé les travaux avec Yonggang Huang de Northwestern, professeur Jan et Marcia Achenbach en génie mécanique et professeur de génie civil et environnemental à McCormick. Kyoung-Ho Ha, Jaeyoung Yoo et Shupeng Li de Northwestern sont les co-premiers auteurs de l'étude.

L'étude s'appuie sur des travaux antérieurs des laboratoires de Rogers et Huang, dans lesquels ils ont conçu un ensemble programmable d'actionneurs vibrants miniatures pour transmettre une sensation de toucher.

Ces dernières années, les technologies visuelles et auditives ont connu une croissance explosive, offrant une immersion sans précédent grâce à des appareils tels que des haut-parleurs haute fidélité au son surround profondément détaillé et des lunettes de réalité virtuelle totalement immersives. Cependant, les technologies haptiques ont pour la plupart stagné. Même les systèmes les plus modernes n'offrent que des modèles de vibrations bourdonnantes.

Cet écart de développement découle en grande partie de l’extraordinaire complexité du contact humain. Le sens du toucher implique différents types de mécanorécepteurs (ou capteurs) – chacun avec ses propres caractéristiques de sensibilité et de réponse – situés à différentes profondeurs dans la peau. Lorsque ces mécanorécepteurs sont stimulés, ils envoient des signaux au cerveau, qui se traduisent par toucher.

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