"Toucher" des objets virtuels avec un gant de réalité virtuelle
Des chercheurs de l'ETH Zurich et de l'EPFL ont mis au point un gant ultraléger qui permet à ses utilisateurs de "toucher" et de manipuler des objets virtuels. Baptisé DextrES, ce gant pèse moins de huit grammes et donne à son utilisateur un retour haptique extrêmement réaliste. De plus, il offre une liberté de mouvement sans précédent gr?ce à l'utilisation future de piles.
Dans le monde entier, des ingénieurs et des développeurs de logiciels se penchent sur le développement de technologies qui permettent aux utilisateurs de toucher, de saisir et de manipuler des objets virtuels avec la même sensation que s'ils touchaient quelque chose dans le monde réel. Avec ce nouveau gant haptique, des chercheurs de l'EPFL et de l'ETH Zurich viennent de franchir une étape importante dans la réalisation de cet objectif. En effet, le DextrES ne convainc pas seulement par son faible poids, mais donne aussi un feedback extrêmement réaliste. De plus, il est capable de générer une force de maintien allant jusqu'à 40 newtons avec une tension de 200 volts et une puissance de quelques milliwatts seulement sur chaque doigt. Enfin, il a le potentiel pour fonctionner à l'avenir avec une seule très petite batterie. Ces caractéristiques, combinées au facteur de forme réduit du gant - il ne fait que 2 mm d'épaisseur - permettent d'obtenir une précision et une liberté de mouvement sans précédent.
"Notre objectif était de développer un dispositif léger qui, contrairement aux gants de réalité virtuelle existants, ne nécessite pas d'exosquelette encombrant, de pompes ou de c?bles très épais", explique Herbert Shea, directeur du Soft Transducers Laboratory (LMTS) de l'EPFL. DextrES a été testé avec succès par des volontaires à l'ETH Zurich et sera présenté à un public de spécialistes lors du prochain ACM Symposium on User Interface Software and Technology (UIST).
Tissus, bandes métalliques et électricité
Le gant est composé de coton et de fines bandes métalliques élastiques qui courent sur les doigts. Ces bandes sont séparées les unes des autres par un fin isolant. Lorsque les doigts du porteur entrent en contact avec un objet virtuel, l'unité de contr?le applique une différence de tension entre les bandes métalliques, ce qui les fait se coller ensemble en raison de l'attraction électrostatique. Cela crée à son tour une force de freinage qui bloque les mouvements des doigts ou du pouce. Dès que la tension est interrompue, les bandes métalliques glissent à nouveau sans frottement et le porteur peut bouger ses doigts librement.
Tromper le cerveau
Actuellement, DextrES est encore alimenté en électricité par un c?ble électrique très fin. Mais gr?ce à la faible tension et à la faible puissance nécessaires, une petite batterie pourrait finalement remplir cette fonction. "La raison pour laquelle le système a besoin de si peu de courant est qu'il ne génère pas de mouvement, mais en freine un", explique Shea. D'autres tests sont maintenant nécessaires pour déterminer avec quelle précision les conditions réelles doivent être simulées pour que l'utilisateur puisse vivre une expérience réaliste. "Les capteurs humains sont très sophistiqués et très complexes. Dans les articulations des doigts et intégrés dans la peau, nous disposons d'une grande densité de récepteurs différents. La reproduction d'un feedback réaliste lors de l'interaction avec des objets virtuels représente donc un grand défi, qui n'est pas encore résolu à l'heure actuelle. Notre travail fait un pas dans cette direction en se focalisant notamment sur le feedback kinesthésique", explique Otmar Hilliges, directeur de l'Advanced Interactive Technologies Lab de l'ETH Zurich.
Dans le cadre de ce projet de recherche commun, le matériel a été développé sur le campus Microcity de l'EPFL à Neuch?tel, tandis que le système de réalité virtuelle a été créé et les tests utilisateurs effectués à l'ETH Zurich. "Notre partenariat avec le LMTS-Lab de l'EPFL s'est avéré être une bonne idée. Il nous permet d'aborder l'un des plus anciens défis dans le domaine de la réalité virtuelle avec une rapidité et une précision qui ne seraient pas possibles autrement", ajoute Hilliges.
La prochaine étape consistera désormais à augmenter l'échelle de l'appareil et, par conséquent, à l'utiliser sur d'autres parties du corps au moyen d'un tissu conducteur. "Les joueurs représentent aujourd'hui le plus grand marché. Mais il existe de nombreux autres domaines d'application possibles, notamment dans le secteur de la santé - par exemple pour la formation des chirurgiens. Il serait également possible d'utiliser cette technologie dans des applications de réalité augmentée", ajoute Shea.