La réalité virtuelle au bout des doigts
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Aujourd’hui, la réalité virtuelle est faite de stimulations visuelles et auditives. Demain, le toucher pourrait en faire partie.
L’haptique : c’est ainsi que l’on appelle la science qui étudie le sens du toucher. Le projet européen H-Reality1 a pour objectif de développer des techniques permettant d’intégrer ce sens à l’expérience de la réalité virtuelle. « Dans ce domaine, le toucher a longtemps été négligé, raconte Maud Marchal, enseignante-chercheuse en haptique à l’Insa2 de Rennes. Pourtant, c’est un sens très important. À la différence de la vue qui passe uniquement par les yeux et de l’ouïe par les oreilles, le toucher est partout sur notre corps. Nos mains sont couvertes de mécanorécepteurs ! » Les points d’entrée à explorer sont donc multiples pour les chercheurs.
Augmenter le réel
Une technique pour intégrer l’haptique à l’expérience de la réalité virtuelle consiste à utiliser des objets du monde réel, en leur ajoutant des dispositifs pour créer une “réalité augmentée”. « Nous avons développé une bague appelée H-ring. C’est une sorte de ceinture motorisée autour du doigt qui comprime ou étire la peau », explique Guillaume Gicquel, ingénieur en haptique au CNRS. Mou, dur, en relief... Selon les réglages, la perception du matériau touché est différente.
Autre dispositif, une sphère motorisée3 fixée sur le dos de la main de l’utilisateur. Lorsque celui-ci attrape une pomme dans le monde virtuel, la sphère se déplace vers sa paume. « On trompe le cerveau, en quelque sorte, puisque l’objet n’est pas exactement une pomme, analyse Claudio Pacchierotti, chargé de recherche CNRS à l’Irisa4. Mais la cohérence entre la vision et le toucher rend l’expérience crédible pour le cerveau. »
Haut-parleurs à ultrasons
Ces expériences restent dépendantes d’objets réels. Comment créer la sensation du toucher sans contact ? « Les ultrasons sont peut-être la solution », avance Maud Marchal. Grâce au système PUMAH développé par les chercheurs, l’utilisateur n’a pas besoin de porter de dispositif : sa main est totalement libre. « Un réseau de haut-parleurs à ultrasons, sous la forme d’une tablette, suit son mouvement. » Lorsque l’utilisateur touche un objet virtuel, les ondes sont focalisées sur un point précis de sa main. « La sensation est proche de ce que l’on ressent lors d’un concert, avec la vibration des basses, explique Guillaume Gicquel. Mais c’est beaucoup plus localisé, comme une impression de flux d’air dirigé. » Les ultrasons sont particulièrement appropriés pour simuler un matériau fluide, comme l’eau.
Si l’intégration du toucher à la réalité virtuelle est encore au stade de la recherche, les applications futures sont nombreuses. « Il est primordial, en particulier dans le domaine médical, indique Maud Marchal. Que ce soit pour l’apprentissage des gestes chez le médecin, en assistance à la téléopération ou pour la robotique médicale, l’haptique sera très utile dans les années à venir. »
1. Lancé en octobre 2018, il prendra fin en mars 2022.
2. Institut national des sciences appliquées.
3. Interface appelée WeATaViX.
4. Institut de recherche en informatique et systèmes aléatoires.
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