Un dispositif haptique basé sur l'origami qui pourrait améliorer les expériences de réalité virtuelle.

14 juin 2023 fonctionnalité

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par Ingrid Fadelli, Tech Xplore

Les performances et le réalisme de la technologie de la réalité virtuelle (RV) ont considérablement progressé au cours de la dernière décennie, permettant aux utilisateurs de s'immerger dans du contenu numérique de manière précédemment inaccessible. La technologie devrait très probablement continuer à évoluer au cours des prochaines années, introduisant des fonctionnalités supplémentaires et des composants qui stimulent encore les cinq sens.

Des chercheurs de l'Université de Westlake, de l'Institut de Westlake pour les études avancées et d'autres universités en Chine ont récemment créé un nouveau dispositif haptique qui pourrait augmenter la fidélité et le réalisme des expériences virtuelles. Ce dispositif, présenté dans Nature Machine Intelligence, est en partie inspiré de l'art asiatique du pliage de papier, l'origami.

"Je m'intéresse toujours aux sujets à la mode, pas seulement dans le domaine universitaire, mais aussi dans les secteurs industriels", a déclaré Hanqing Jiang, l'un des chercheurs ayant mené l'étude, à Tech Xplore. "Depuis 2019, je suis les dernières percées technologiques dans les domaines AV/VR. En plus des perceptions visuelles et auditives, les sensations mécaniques, en particulier le toucher, sont une composante importante, mais qui manque encore dans les technologies existantes."

L'objectif clé du travail récent de Jiang et de ses collègues était de créer un dispositif haptique qui permettrait également aux utilisateurs de détecter la rigidité des objets qu'ils rencontrent dans des environnements virtuels. Pour ce faire, l'équipe s'est inspirée de l'origami, l'art du pliage du papier pour créer des formes ou des figures spécifiques en 3D.

"Lorsque j'étais à l'Université d'État de l'Arizona, notre groupe a étudié l'origami incurvé et l'a utilisé pour régler la rigidité en 2020", a déclaré Jiang. "Ce travail nous a inspirés pour combiner l'origami et le métaverse. Nous n'avions pas de plans détaillés sur la façon de le faire fonctionner à ce moment-là. Après avoir rejoint l'Université de Westlake en 2021, j'ai pu élargir considérablement mon propre groupe, y compris des ingénieurs mécaniques et électriques, et j'ai élaboré un plan détaillé pour reproduire la sensation mécanique active en utilisant de l'origami incurvé pour le métaverse."

Le dispositif courbé basé sur l'origami créé par Jiang et ses collègues permet aux utilisateurs de ressentir des sensations similaires à celles qu'ils ressentiraient s'ils touchaient différents objets dans la vie réelle, reproduisant la douceur ou la rigidité de ces objets ainsi que toutes les sensations tactiles positives ou négatives. Par rapport à d'autres dispositifs haptiques introduits dans le passé, ce système pourrait permettre aux humains d'avoir des expériences liées au toucher lorsqu'ils interagissent activement avec des objets dans des environnements virtuels, plutôt que de simplement produire des sensations tactiles lorsque leurs mains sont immobiles.

Le dispositif peut être facilement synchronisé avec un contenu VR spécifique pour produire des sensations tactiles parfaitement synchronisées et changer ce que les utilisateurs perçoivent lorsqu'ils interagissent avec différents objets ou environnements. En plus de reproduire ce que les humains pourraient ressentir en touchant des objets plus ou moins durs, il peut créer des sensations d'écrasement par un utilisateur.

"Le composant clé de notre système est un panneau d'origami courbé", a expliqué Jiang. "Pour changer la rigidité simultanément avec les scènes dans les environnements VR/AR, nous utilisons des moteurs pour changer les angles entre les panneaux d'origami. Nous avons obtenu ce qui pourrait être appelé une 'sensation mécanique active'. Dans le passé, les technologies dominantes utilisaient des vibrations pour reproduire la sensation de toucher, ce qui est passif. Cependant, nous, les humains, utilisons une sensation active pour interagir avec les environnements physiques et notre système pourrait mieux refléter cela."

Les chercheurs ont jusqu'à présent évalué leur dispositif au cours d'une série de tests préliminaires, évaluant sa capacité à créer des expériences tactiles immersives. Leurs résultats suggèrent qu'il surpassait d'autres dispositifs haptiques existants qui utilisent principalement des vibrations pour produire des sensations tactiles.

À l'avenir, leur conception unique basée sur l'origami pourrait être utilisée pour améliorer encore les performances de la technologie de RV. Pendant ce temps, Jiang et son équipe prévoient de continuer à travailler sur leur dispositif pour recréer efficacement d'autres sensations tactiles.