CUTE Wearables pourraient bientôt changer nos interactions avec les produits de consommation

Une équipe d’ingénieurs innovants de Zurich a récemment dévoilé un nouveau système sensoriel haptique qui pourrait révolutionner la façon dont les gens communiquent avec les appareils électroniques. Depuis des années, les appareils électroniques reposent sur un système haptique à un ou deux étages basé sur des actionneurs. Pensez au bourdonnement de votre téléphone lorsque le mode silencieux est activé. Les appareils portables CUTE prévoient d’étendre ces capacités et de créer des appareils électroniques qui utilisent votre peau comme support de communication.

Les appareils portables, les jeux et d’autres appareils électroniques utilisent le retour haptique pour vous avertir de certaines conditions. La méthode la plus courante pour fournir un retour haptique dans les appareils électroniques consiste à utiliser des actionneurs. Ces petits moteurs peuvent être activés et désactivés pour produire des vibrations lorsque cela est nécessaire.

Cette approche est efficace pour vous alerter, mais elle ne tire pas pleinement parti du fait que la peau est le plus grand organe de votre corps. Elle est remplie de récepteurs sensoriels et peut distinguer un tapotement doux d’une pincée. Ainsi, les capacités perceptives de la peau vont bien au-delà de la simple vibration que votre téléphone produit lorsqu’il reçoit un appel. Reconnaissant une opportunité manquée, les ingénieurs se sont lancés dans la création d’un capteur haptique capable de multiples types d’interactions.

Étude sur les appareils portables CUTE

L’étude « Cutaneous Electrohydraulic (CUTE) Wearable Devices for Pleasant Broad-Bandwidth Haptic Cues»¹ a été publiée dans Advanced Science ce mois-ci. Cette étude approfondit le concept d’utilisation de muscles artificiels électrostatiques auto‑réparateurs amplifiés hydrauliquement (HASEL) pour créer des dispositifs haptiques plus performants.

Les appareils portables CUTE peuvent faire plus que fournir le bourdonnement agaçant présent dans les appareils électroniques actuels. L’étude montre une architecture système et un nouveau dispositif portable offrant plusieurs sensations tactiles, notamment le pincement, le tapotement, le frottement, et plus encore.

Source – Advanced Science

Le capteur alimenté électriquement peut communiquer une vaste sélection de sensations qui se sont avérées plus agréables que le bourdonnement traditionnel. Par exemple, imaginez envoyer une pincée à quelqu’un sur les réseaux sociaux, et qu’il la ressente immédiatement dans la vie réelle. Maintenant, poussez le concept plus loin et imaginez partager votre battement de cœur avec un proche à l’autre bout du monde.

Actionneur souple

Pour créer une sensation de toucher réaliste et vivante, les ingénieurs ont utilisé des actionneurs souples électrohydrauliques à fermeture éclair. Les dispositifs utilisent une coque thermoplastique remplie d’un diélectrique liquide qui leur permet de rester flexibles. De chaque côté de la coque, des électrodes provoquent la déformation de la surface lorsqu’un courant est appliqué, se refermant vers le centre du dispositif. Plus précisément, l’équipe a atteint une course d’actionnement de 2,44 mm.

Il est à noter que le dispositif portable CUTE exploite une pile de dix poches d’actionneurs pour améliorer la puissance et les capacités d’actionnement. Ces actionneurs à faible encombrement sont économes en énergie et permettent au dispositif de personnaliser le retour haptique afin de répondre à une large gamme d’exigences.

Test des appareils portables CUTE

Les ingénieurs ont testé leur dispositif portable CUTE selon divers critères. L’équipe a d’abord réuni 14 participants non liés afin d’évaluer la reconnaissabilité de chaque sensation haptique. Le groupe était composé de 7 femmes et 7 hommes âgés de 22 à 52 ans.

Chaque participant était installé dans une chaise confortable. Leur main non dominante était posée sur un accoudoir, et un écran, une souris sans fil et des écouteurs à réduction de bruit étaient utilisés pour éliminer toute interférence extérieure. Les ingénieurs ont ensuite commencé à communiquer en utilisant le retour haptique.

Après chaque signal, on demandait aux participants de déterminer quel motif de tension correspondait le mieux au retour haptique. Au total, six signaux haptiques ont été utilisés avec des fréquences allant de 0 à 200 Hz. Chaque signal durait environ 6 s.

Après avoir entendu le signal, le participant sélectionnait ensuite ce que cela ressentait sur un graphique émotionnel. Cette partie du test a aidé les ingénieurs à déterminer que les appareils portables CUTE offrent une expérience confortable. Il est à noter que le seul retour haptique jugé ennuyeux était celui traditionnel présent dans votre téléphone portable.

Résultats du test des appareils portables CUTE

Les résultats du test étaient impressionnants. Les ingénieurs ont constaté que 97,9 % des participants pouvaient identifier avec précision chacun des six signaux avec peu d’effort. Il est à noter que six des participants ont obtenu un score parfait, ce qui signifie qu’ils pouvaient communiquer diverses sensations, de la détente à l’excitation, à l’aide du dispositif. De manière impressionnante, le dispositif a pu générer des forces supérieures à 2,3 N à des distances de +8,0 mm.

Avantages des appareils portables CUTE

De nombreux avantages pourraient faire d’un système haptique plus complexe et performant un véritable changement de jeu. Imaginez pouvoir savoir qui appelle sans regarder, simplement grâce à la vibration ou la sensation provenant du capteur. La capacité à fournir des sensations tactiles diversifiées permet aux ingénieurs de créer des applications plus immersives et utiles.

Compact

Une autre raison majeure pour laquelle de nombreuses personnes considèrent cette recherche comme cruciale pour créer les électroniques de demain est que la plupart des systèmes haptiques actuels reposent sur des actionneurs lourds. Cette exigence limite la taille des appareils capables de retour haptique et augmente leur poids global. L’architecture des appareils portables CUTE élimine ce problème en créant un capteur de retour compact personnalisé pouvant soutenir les plus petits appareils portables.

Confortable

Le confort est l’un des aspects que de nombreux ingénieurs d’appareils portables semblent oublier. Personne ne veut être inconfortable toute la journée, même si cela permet de prendre des appels depuis le poignet. Les appareils portables CUTE disposent d’un design ergonomique et de matériaux conçus pour ressembler à la peau humaine. De plus, ces dispositifs ne chauffent pas, même après une utilisation prolongée. Ainsi, ils sont idéaux pour les appareils portables à long terme et d’autres applications où les options légères sont les meilleures.

Silencieux

Un autre avantage majeur des appareils portables CUTE est qu’ils sont conçus pour être silencieux. Votre téléphone peut être en mode silencieux, mais tout le monde peut sentir la vibration dans votre poche. De plus, vous devez toujours le sortir pour voir qui appelle, ou regarder votre montre connectée. Les appareils portables CUTE élimineraient ce mystère en vous permettant de créer un retour haptique spécial pour chaque appelant. Cette approche offre une discrétion supplémentaire lorsque cela est nécessaire.

Sûr

La sécurité est la principale préoccupation des utilisateurs et développeurs d’appareils portables CUTE. Ces dispositifs intègrent de nombreux éléments de conception et protections afin de garantir que vous n’ayez pas à vous soucier d’électrocution, d’incendie ou d’autres risques potentiels. Par exemple, les appareils portables CUTE incorporent une membrane élastomère et utilisent l’encapsulation des actionneurs pour éviter tout danger pour l’utilisateur. De plus, le dispositif n’utilise que des électrodes à faible résistance, réduisant davantage les risques de choc.

Économe en énergie

L’un des plus grands avantages de la technologie des appareils portables CUTE est son efficacité énergétique. L’unité testée a montré qu’elle ne nécessitait que 3,0 mW lorsqu’elle maintenait une position prolongée. Cette faible consommation d’énergie signifie que davantage d’actionneurs peuvent être utilisés dans les projets. De plus, les appareils portables CUTE offrent une autonomie de batterie plus longue, les rendant idéaux pour les appareils portables de prochaine génération qui arriveront sur le marché dans les prochains mois.

Applications des appareils portables CUTE

Outre la capacité d’alimenter des systèmes portables légers pouvant offrir davantage de réponses tactiles et de communication, cette technologie peut être utilisée pour améliorer plusieurs autres applications. Par exemple, elle pourrait être intégrée aux systèmes de réalité virtuelle (VR) et de réalité augmentée (AR) pour renforcer le réalisme.

Elle pourrait également servir à fournir des indications non visuelles aux conducteurs ou même aux personnes malvoyantes. Imaginez votre appareil portable intelligent vous tapotant du côté droit du poignet pour indiquer un virage à droite, ou vous serrant le poignet pour signaler que vous approchez de la sortie souhaitée.

Systèmes de sécurité

Un autre scénario d’utilisation serait la création de systèmes d’avertissement de sécurité incluant un retour tactile. Ces systèmes seraient idéaux pour des environnements bruyants et très actifs nécessitant la surveillance de métriques complexes. À l’avenir, une simple pincée au poignet pourrait indiquer à un inspecteur de sécurité qu’il doit fermer une vanne ou effectuer d’autres actions.

Chercheurs des appareils portables CUTE

La recherche pour l’étude des appareils portables CUTE a été menée à l’Institut Max Planck pour les Systèmes Intelligents. Plus précisément, le département Haptic Intelligence a été chargé de rendre le dispositif fonctionnel. Ils ont bénéficié de l’assistance de Katherine J. Kuchenbecker ainsi que du département Robotic Materials. Aujourd’hui, l’équipe cherche à étendre sa création et à explorer quels autres scénarios d’utilisation peuvent être réalisés.

Entreprises qui pourraient introduire la technologie CUTE Wearables et prospérer

Plusieurs entreprises pourraient tirer profit des détails de cette étude. Des fabricants de montres connectées et de téléphones aux constructeurs de voitures intelligentes et aux usines de vêtements, les cas d’utilisation de cette technologie sont nombreux. Voici une entreprise qui pourrait bénéficier immédiatement de son intégration.

Garmin

Garmin (GRMN ) est entré sur le marché en tant que fournisseur de systèmes de navigation en 1989. Initialement nommé ProNAV, les fondateurs de l’entreprise, Gary Burrell et Min Kao, se sont d’abord concentrés sur les activités aéronautiques et maritimes. Dix ans plus tard, leur technologie était suffisamment avancée pour être viable dans des appareils portables destinés au conducteur moyen.

Garmon est un fournisseur de GPS de premier plan et l’un des noms les plus connus du secteur. Il a élargi son offre pour inclure des appareils portables, des traqueurs de fitness, des traqueurs pour chiens, et bien plus encore. L’intégration d’un système de retour haptique CUTE Wearables pourrait ouvrir la voie à des dispositifs plus performants et conviviaux.

Il est à noter que Garmin a réalisé plusieurs importantes acquisitions depuis son lancement. Chaque acquisition a renforcé les capacités de l’entreprise en matière d’appareils portables. En conséquence, elle figure aujourd’hui parmi les trois principaux fabricants de montres connectées au monde. Ainsi, les analystes prévoient que l’entreprise continuera de croître à mesure que le marché des appareils portables s’étend.

CUTE Wearables – Une nouvelle façon de communiquer

Le concept des appareils portables CUTE représente une mise à jour majeure d’un système qui n’a guère évolué depuis des décennies. Réfléchissez-y, les bips avaient une fonction de vibration similaire à celle des smartphones les plus avancés d’aujourd’hui. Grâce à cette équipe ingénieuse de chercheurs, vos appareils électroniques pourraient bientôt envoyer des communications discrètes, complexes et facilement reconnaissables, uniquement par le toucher.

Découvrez d’autres projets technologiques intéressants maintenant.

Référence de l’étude:

^{1. Sanchez-Tamayo, N., Yoder, Z., Rothemund, P., Ballardini, G., Keplinger, C., & Kuchenbecker, K. J. (2024). Cutaneous electrohydraulic (CUTE) wearable devices for pleasant broad-bandwidth haptic cues. Advanced Science, 11(48), 2402461. https://doi.org/10.1002/advs.202402461}