La nouvelle technologie de retour haptique apporte un toucher réaliste aux objets connectés et à la réalité virtuelle

On a tendance à prendre pour acquis le léger bourdonnement de sa montre connectée lorsque le minuteur de l'eau bouillante sonne. Un simple retour haptique comme celui-ci a permis aux humains et aux machines de communiquer plus efficacement au cours du dernier demi-siècle. Aujourd'hui, les récentes avancées dans la compréhension du retour haptique pourraient être la clé pour rendre les interactions informatiques plus enrichissantes et propulser des technologies comme la réalité augmentée et virtuelle vers de nouveaux sommets. Voici ce que vous devez savoir.

L'évolution de la technologie haptique

La technologie haptique désigne un retour d'information assisté par ordinateur (RDI) fourni en fonction des actions. Les premiers exemples de ces systèmes de retour tactile sont apparus pendant la Seconde Guerre mondiale. À cette époque, les ingénieurs aéronautiques ont décidé qu'il était judicieux d'installer un système de retour d'information sur les systèmes des gros avions. Ce retour permettait aux pilotes de mieux évaluer le comportement de l'avion.

Dans les années 1960, la technologie s'est étendue à d'autres applications militaires avant de percer dans le secteur commercial. Au cours des deux décennies suivantes, elle s'est étendue à divers secteurs.

Il est à noter que certaines des premières interactions du public avec les systèmes haptiques proviennent des jeux vidéo. Ces premiers systèmes déplaçaient le siège ou le volant pour représenter un terrain accidenté ou un accident de voiture.

Premières applications médicales

Parallèlement, les systèmes de retour haptique ont trouvé une application médicale. Certaines de leurs premières applications ont été observées auprès de personnes souffrant de troubles de la vision ou de l'audition. Ces systèmes ont facilité la guérison et, dans de nombreux cas, amélioré la qualité de vie des patients souffrant de maladies chroniques.

Au cours des années 1990 et du début des années 2000, le retour haptique, autrefois rare, est devenu une exigence de nombreux consommateurs pour leur expérience de jeu. Des éléments comme les notifications silencieuses sur les téléphones portables et les options de jeu comme le gilet Aura Interactor utilisent un simple retour haptique pour améliorer l'expérience utilisateur et fournir une couche supplémentaire de communication sensorielle.

Jeter les bases du toucher virtuel

Il est intéressant de noter qu'à cette époque déjà, certains ingénieurs visionnaires voyaient dans le retour haptique la clé de la création d'un monde virtuel fluide. Des preuves de ces efforts existent, comme le Fantôme (Mécanisme d'interface haptique personnelle). Le PHANToM permettait aux utilisateurs de ressentir leur expérience de réalité virtuelle via une interface semblable à un dé à coudre qui exerçait une pression opposée lorsqu'ils touchaient des objets virtuels.

Rétroaction électromécanique : le fondement de l'haptique moderne

La majorité des systèmes de retour haptique reposent sur une forme de force électromécanique, généralement sous forme de vibrations. Ce retour kinesthésique reste le type de retour haptique le plus couramment utilisé aujourd'hui. On retrouve ces systèmes dans des objets du quotidien comme votre smartphone ou votre montre.

Source – Hackaday

Les systèmes haptiques électromécaniques existent sous de nombreuses formes, mais la méthode la plus courante utilise un actionneur qui applique une faible force de rotation à un poids. Cette action crée le bourdonnement familier que vous entendez dans votre montre connectée.

Les versions plus avancées de ce système, comme celles que l'on trouve dans les manettes de consoles de jeu actuelles, offrent des fonctionnalités comme le double choc. Cette option permet de répartir la force de manière variable selon le scénario de jeu.

L'essor de l'haptique multisensorielle

L'utilisation de dispositifs haptiques multisensoriels est en plein essor. Ces systèmes exploitent d'autres sensations tactiles pour offrir un retour sensoriel et des capacités de communication accrus. Ces nouveaux modes d'actionnement peuvent inclure des vibrations à plusieurs niveaux, des pincements ou des étirements cutanés, des pressions et des variations de température.

L'utilisation d'un système haptique multi-capteurs permet aux ingénieurs de communiquer des informations plus complexes par de multiples canaux. Ces systèmes sont considérés par de nombreux analystes comme l'avenir. Ils offrent un retour tactile et des sensations tactiles réalistes qui améliorent les jeux, la réalité virtuelle, la réalité augmentée et les interactions informatiques. Voici quelques-unes des meilleures options de retour haptique actuelles.

Actionnement polymère

Les actionneurs polymères intègrent des polymères intelligents pour stimuler l'utilisateur. Ces matériaux sont uniques car ils modifient leur forme ou leur texture lorsqu'ils sont exposés à certains stimuli, comme un courant électrique ou une force. Ces systèmes sont extrêmement légers et ne nécessitent aucun composant électrique supplémentaire pour fonctionner. Ils peuvent toucher, pincer, tapoter et effectuer d'autres formes de contact avec l'utilisateur.

Actionnement fluidique

Les dispositifs de retour haptique à actionnement fluidique utilisent de l'air ou un fluide sous pression pour alimenter leurs composants. Ces systèmes peuvent fonctionner dans des endroits où les appareils électroniques peuvent être altérés, comme sous l'eau ou dans des zones soumises à de fortes interférences magnétiques. Leur conception unique permet aux actionneurs fluidiques de générer des réponses tactiles dynamiques à plusieurs niveaux.

Actionnement thermique

Une autre méthode haptique populaire que les ingénieurs continuent d'explorer est l'actionnement thermique. Ces systèmes appliquent de la chaleur ou réduisent la température pour avertir une personne d'une tâche ou d'un scénario spécifique. Ces systèmes offrent une méthode de communication silencieuse et simplifiée, ne nécessitant que peu de pièces mobiles.

Obstacles à l'adoption généralisée de l'haptique

Les possibilités offertes aux développeurs de technologies haptiques continuent de s'élargir grâce aux avancées technologiques. Cependant, de nombreux défis restent à relever pour parvenir à une adoption à grande échelle. Tout d'abord, la peau de chaque personne est différente et son interprétation de ce qu'elle ressent varie. Ainsi, une notification qui peut paraître évidente pour l'un peut sembler futile pour l'autre.

Variabilité

Une grande partie de ce problème repose sur la variabilité du corps et de la peau de chaque personne. Plusieurs facteurs, comme la santé, l'âge, l'élasticité de la peau, l'humidité et même la pilosité, peuvent affecter les performances de ces appareils. De plus, des facteurs tels que l'endroit où l'appareil est porté et la façon dont il est fixé peuvent affecter sa capacité à communiquer efficacement avec le porteur. La variabilité est une préoccupation majeure pour les développeurs de systèmes haptiques. Des détails clés comme l'humidité et même l'espacement des récepteurs nerveux sont des informations essentielles pour garantir le bon fonctionnement de leurs appareils.

Masquage tactile

Le terme « masquage tactile » désigne la perte d'une sensation tactile due à un effet d'annulation. Chaque personne ressent la même chose, et à mesure que les ingénieurs développent des méthodes de communication tactile plus complexes, il est essentiel de veiller à ce qu'une action tactile n'élimine pas la sensation de l'autre.

Par exemple, un appareil peut vibrer et chauffer dans certaines situations. Certains utilisateurs pourraient ne pas ressentir les vibrations en raison de la chaleur, ou inversement. Ces défis doivent être surmontés pour que la communication par retour haptique soit optimale.

Dans les coulisses de l'Université Rice : l'haptique nouvelle génération

Des chercheurs de l'Université Rice et d'autres institutions de premier plan se sont associés pour approfondir la création de dispositifs haptiques imitant le toucher humain avec une fidélité sans précédent. Leur analyse : « Dispositifs haptiques multisensoriels portables, publié dans Nature Reviews Bioengineering, ouvre la porte à des interfaces de retour haptique plus avancées à l'avenir.

L'article commence par une analyse approfondie de l'état de l'industrie et des technologies portables. L'une des premières découvertes des chercheurs est l'émergence de systèmes haptiques multisensoriels.

Ces options contribueront à améliorer les interactions entre l’ordinateur et l’humain en comblant le fossé entre les sensations tactiles numériques et réelles et en permettant aux machines et aux humains de communiquer de manière non verbale ou visuelle.

Wearables

Une part importante de l'étude se concentre sur l'importance des dispositifs haptiques dans les objets connectés. L'équipe a constaté que c'est dans ce secteur que l'intégration des systèmes de retour haptique sera la plus rapide. Elle a déterminé que des facteurs clés comme la portabilité et le confort joueront un rôle tout aussi important que les fonctionnalités pour une adoption à grande échelle.

L'étude souligne que les concepteurs d'objets connectés doivent consacrer beaucoup de temps à la réflexion sur les emplacements et les supports optimaux pour leurs appareils. Ces facteurs jouent un rôle dans la portabilité, tant pour le confort que pour les performances, certaines zones étant plus sensibles aux sensations tactiles que d'autres.

Problèmes avec les objets connectés à retour haptique

Parmi les problèmes actuels rencontrés par les utilisateurs lorsqu'ils envisagent de moderniser leurs systèmes de retour haptique figurent les systèmes de montage, la taille, le poids et les capacités des actionneurs. Plus le dispositif portable est petit, plus les actionneurs, les batteries et les autres composants doivent être compacts. À l'avenir, il sera crucial de réduire la taille et le poids de ces systèmes.

Principaux points à retenir de l'analyse haptique

L'étude souligne que l'optimisation des systèmes haptiques pourrait nécessiter une meilleure compréhension de la façon dont le cerveau humain interprète le toucher, et pas seulement la réduction de la taille des composants. Une grande partie du développement du retour haptique doit viser à comprendre comment le cerveau humain perçoit le toucher. Ces données aideront les futurs développeurs à créer des appareils plus petits et plus précis, offrant des performances élevées avec une consommation énergétique minimale.

Pourquoi c'est important : les avantages de l'haptique avancée

Cette analyse présente de nombreux avantages pour le marché. Elle permet notamment aux ingénieurs et aux consommateurs de comprendre l'importance de cette technologie et son impact continu sur les marchés. Elle permet également à la communauté de comprendre les points essentiels à prendre en compte lors de la création des futurs systèmes haptiques multisensoriels avancés.

Applications concrètes et chronologie :

Les systèmes haptiques offrent de nombreuses applications pour améliorer les interfaces homme-machine. Ils pourraient simplifier et sécuriser le travail des personnes. Imaginez une alarme de sécurité qui retentit sur votre téléphone lorsque vous entrez dans une zone où la qualité de l'air est mauvaise ou dont l'accès est restreint. Voici d'autres applications pour les futurs systèmes haptiques.

Wearables

Les montres connectées et autres objets connectés constituent l'application idéale de cette technologie. Ces appareils peuvent être configurés pour effectuer presque toutes les tâches, et la possibilité d'envoyer une notification silencieuse à l'utilisateur pourrait contribuer à sauver des vies et à éviter les alertes manquées. Imaginez, par exemple, que votre système de navigation fasse vibrer votre montre connectée à votre prochain virage.

Accessoires de jeu

Secteur du divertissement connaissant la croissance la plus rapide, les développeurs d'appareils haptiques peuvent générer des milliards de profits. Les consoles de jeu sont déjà devenues l'un des principaux moyens d'interaction avec les appareils haptiques. À l'avenir, ces appareils gagneront en complexité et offriront une rétroaction détaillée des environnements virtuels, propulsant ainsi l'expérience de jeu vers un niveau supérieur.

Médias immersifs

Le même type de système pourrait être utilisé pour rendre les médias beaucoup plus immersifs. Depuis des décennies, certains systèmes proposent des retours haptiques, comme des chaises qui bougent au rythme de l'action ou de l'eau qui se vaporise pendant certaines scènes. Aujourd'hui, cette même technologie pourrait s'inviter chez vous.

Solutions pour les soins de santé

Les applications médicales de cette technologie sont nombreuses. De la création de prothèses permettant de ressentir les sensations à l'utilisateur jusqu'aux moniteurs de rythme cardiaque capables de l'avertir d'un danger potentiel avant qu'il ne survienne, les systèmes haptiques sont essentiels au secteur médical.

Les ingénieurs ont déjà affirmé que cette technologie pourrait être cruciale pour faire progresser les interactions robotiques médicales. Ces systèmes pourraient permettre aux chirurgiens de réaliser des interventions à l'aide de robots du monde entier, et bien plus encore. Pour l'instant, les systèmes haptiques continueront d'aider les personnes souffrant de troubles auditifs et visuels à améliorer leur qualité de vie.

Robotique

Les systèmes robotiques peuvent utiliser le retour haptique pour permettre aux contrôleurs de ressentir ce que leur unité rencontre. Ces systèmes permettront aux ingénieurs d'offrir au pilote une expérience approfondie et fluide. Ce retour lui permettra d'effectuer des mesures infimes et d'effectuer des tâches délicates.

Chronologie du retour haptique

Cette technologie est déjà disponible sur le marché. On peut s'attendre à voir des systèmes avancés de retour haptique multicapteurs intégrés aux appareils d'ici 3 à 5 ans. Les données issues de cette étude contribueront sans aucun doute à accélérer ce processus et à garantir que les appareils de demain offriront une communication efficace.

Chercheurs en rétroaction haptique

L'Université Rice a organisé l'évaluation du retour haptique. L'étude a été dirigée par Joshua J. Fleck. Il a bénéficié du soutien d'une équipe d'ingénieurs et de chercheurs, dont Zane A. Zook, Janelle P. Clark, Darren J. Lipomi, Marcia K. O'Malley, Claudio Pacchierotti et Daniel J. Preston.

L'équipe va désormais se concentrer sur l'affinement de ses découvertes. Elle souhaite fournir à l'industrie des informations détaillées sur la manière d'améliorer le temps de réponse, la durabilité et l'efficacité énergétique. Ces actions contribueront à stimuler l'adoption et l'innovation.

Pleins feux sur l'industrie : Meta Platforms Inc.

Plusieurs entreprises se sont lancées dans la réalité virtuelle et augmentée (RV/RA). Leurs niveaux de participation varient : certaines fournissent du matériel, d'autres créent des mondes virtuels comme le métavers.

Ensemble, ces acteurs du marché fournissent les outils nécessaires pour permettre au grand public de plonger au cœur du monde virtuel. Voici une entreprise pionnière en matière d'adoption massive de la réalité virtuelle et augmentée.

Meta Plateformes Inc.

META Platforms Inc. (META -2.65%) est entrée sur le marché en 2004 sous le nom de Facebook. L'entreprise est rapidement devenue la première entreprise de médias sociaux au monde. En 2012, elle était cotée en bourse et valait des milliards.

META Platforms poursuit son développement grâce à diverses stratégies, notamment l'acquisition de concurrents de haut niveau comme Instagram et WhatsApp. En 2021, Facebook a de nouveau changé de nom pour devenir Meta Platforms, dans le cadre de sa réorientation vers ses offres de mondes virtuels. Aujourd'hui, c'est l'un des fournisseurs d'infrastructures de métavers les plus réputés au monde.

Quelques années plus tard, META annonçait son intention de réorienter à nouveau son projet de métavers vers les systèmes d'IA et la création de modèles. Cette initiative témoigne des efforts constants d'innovation de l'entreprise et de sa volonté de rester à la pointe des technologies de pointe comme le retour haptique et la réalité virtuelle.

Dernières nouvelles sur Meta Platforms Inc.

Une nouvelle génération de retour haptique

Les détails cruciaux trouvés dans cette revue ouvrent la porte à une réalité virtuelle plus immersive, à une chirurgie assistée par robot avancée, à des prothèses avec retour tactile, à une robotique télécommandée et bien plus encore.

Il est à noter que cette analyse révèle que la composante humaine du retour haptique est tout aussi importante que les appareils utilisés. Heureusement, cette analyse contribuera à préparer les futurs ingénieurs qui souhaitent créer des interfaces informatiques de nouvelle génération, et plus encore.

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Études référencées :

^{1. Fleck, JJ, Zook, ZA, Clark, JP et al. Dispositifs haptiques multisensoriels portables. Révérend Nat Bioeng  (2025). https://doi.org/10.1038/s44222-025-00274-w}