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Toucher pour sentir un monde virtuel

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Les technologies haptiques, qui simulent le sens du toucher grâce à des mécanismes de rétroaction tactile, sont réputées "être au toucher ce que l'infographie est à la vision". Déjà familières dans nos smartphones, où les sensations tactiles tels que les clics et vibrations améliorent l'expérience utilisateur, elles posent de vrais défis aux chercheurs dès lors qu'il s'agit de réalité virtuelle : des cinq sens, le toucher est en effet le plus difficile à simuler, et la sensation d'une forme, d'un poids ou d'une matière ne s'obtient pas vraiment avec un joystick.

Alors, comment toucher et sentir les objets dans un monde virtuel ? "Un écran tactile plat peut transmettre la sensation de profondeur, de poids, de mouvement et de forme", répondent les scientifiques de Microsoft Research Redmond. Mike Sinclair, Michel Pahud et Hrvoje Benko, tous trois membres d'un groupe de recherche sur les interactions naturelles, ont mis au point un écran 3D tactile monté sur un bras robotisé pour étudier comment le sens haptique kinesthésique - qui ne se limite pas au toucher mais inclut le mouvement - peut augmenter les interactions tactiles.

Instantanément réactif à la pression du doigt, le dispositif accompagne le geste vers l'avant et l'arrière, et peut opposer une résistance d'intensité variable en fonction du point d'impact, de la force du mouvement et de la profondeur de l'espace simulé à l'écran. En appuyant un doigt sur la surface tactile et en expérimentant les retours de force correspondants à ses mouvements, l'utilisateur peut ainsi interagir avec des objets 3D présentés à l'écran : la pierre, par exemple, présentera plus de résistance au toucher et sera plus difficile à déplacer que l'éponge.

Montré en public pour la première fois au TechFest 2013, le projet a intrigué les participants qui faisaient la queue pour essayer cette expérience immersive.
 


Des enseignement précieux

Mais peut-on réellement identifier le type d'objet que l'on touche sur ce simple écran plat, équipé d'un bras de robot qui ne se déplace que dans une dimension (avant-arrière) ? En réalité, ce dispositif basique s'est avéré être un excellent outil de détection de formes. Invités à "toucher" une tasse, puis une balle, les utilisateurs ont très bien réussi le test de la reconnaissance, même en aveugle, les changements de profondeur de l'écran qui accompagnent le mouvement du doigt suffisant à détecter les contours des objets présentés. 

L'enseignement principal de l'expérience ? Le cerveau n'a besoin que de très peu de données haptiques pour reconstituer la sensation d'un environnement en trois dimensions. 
 


Un usage médical ?

L'une des premières applications imaginées par les chercheurs pour leur invention est d'ordre médical. Le dispositif permet en effet d'explorer par le toucher des données volumétriques. Après un scanner d'un cerveau humain malade, par exemple, un médecin pourrait "palper" virtuellement les tissus reconstitués en 3D afin de détecter une tumeur.

Et les chercheurs voient encore beaucoup d'autres possibilités pour ce type de dispositif haptique : 

"Il y a bien sûr les jeux 3D, énumère Mike Sinclair, mais aussi la modélisation 3D, l'éducation et la médecine. Nous prévoyons d'améliorer l'expérience avec des rétroactions plus fines et détaillées, pour simuler par exemple des textures".

Pour en savoir plus, c'est par ici, sur le site de Microsoft Research ! (en anglais).

Tommy Pouilly (@5h55) le 08/07/2013
Tommy
Tommy Pouilly (@5h55) le 08/07/2013
Photographie : (Capture d'écran).

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