GT2 Simulation du toucher

Conception de stimulateurs adaptatifs et plus performants

La simulation du toucher a pour objectif de donner à l’utilisateur l’illusion qu’il touche une surface particulière lorsqu’il touche en réalité un stimulateur tactile capable de simuler une autre surface en quelques secondes.

Crédit : LPMT/UHA

Il est possible de considérer plusieurs points de vue en ce qui concerne la simulation du toucher. Pour celui de l’utilisateur, on cherchera à donner l’illusion de toucher des choses connues et reconnues. Pour celui du chercheur, il s’agit de reproduire un ensemble de descripteurs de manière répétable et calibrée afin de mener des études psychophysiques.

Les stimulateurs existants sont conçus selon plusieurs approches :

  • La topologie d’une surface que l’on qualifiera de virtuelle est reproduite. Cela se traduit du point de vue technologique, par une matrice de picots dont on peut régler indépendamment l’élévation, et que l’utilisateur explore librement.
SmartTact : stimulateur tactile intégrant la mesure des forces de frottement. Crédit IRCICA/L2EP/LPMT
  • D’autres implantations technologiques utilisent des ondes acoustiques focalisées pour produire des sensations dans l’air et sans contact. La reproduction de surface permet de simuler de grandes surfaces virtuelles, mais a comme principal défaut la faible résolution des détails tactiles. En particulier, il est très difficile de reproduire l’illusion de toucher des surfaces présentant des micro rugosités ou une pilosité superficielle. Une deuxième approche consiste, elle, à reproduire l’effet de la surface réelle si elle était touchée. Il s’agit là de reproduire les contraintes locales de cisaillement de la peau lors de la phase d’exploration.
  • Une autre implantation matérielle consiste à moduler dynamiquement et en fonction de la position du doigt, les forces de cisaillement à l’interface doigt-simulateur. Dans ce cas précis, la surface du contact doigt-simulateur est lisse et plane, mais on est capable d’en moduler le frottement avec le doigt, la rendant plus ou moins glissante.

Retournement Temporel : Fournir un retour haptique impulsionnelle basé sur le principe du retournement temporel. Crédit CEA LIST

Ainsi, il n’existe pas de stimulateur tactile universel, qui permettrait de simuler l’ensemble des descripteurs du toucher, mais un ensemble de propositions technologiques chacune permettant de simuler un certain type de descripteur. L’un des objectifs de ce GDR est de permettre d’étoffer le nombre de propositions technologiques par exemple en permettant :

  • d’associer plusieurs types de stimulateurs entre eux,
  • de proposer de nouvelles formes de stimulation tactile permettant la reproduction de descripteurs non encore stimulés,
  • d’associer les commandes et les mesures permettant la simulation répétable et calibrée d’un utilisateur à un autre.

Commande des stimulateurs pour la simulation

Cette action est transversale entre les 3 groupes de travail du GDR.

En plus de la conception de stimulateurs performants et intelligents, il faut générer les signaux de commande de ces dispositifs afin qu’ils simulent la texture voulue. Dans le cas de la simulation d’une texture réelle, trois étapes principales sont alors nécessaires :

  • Caractériser la surface à simuler,
  • Identifier les critères pertinents au regard de la perception,
  • Générer le signal de commande simulant la surface voulue.
 E-Vita : stimulateur tactile intégré sur un écran simulant une texture. Crédit IRCICA/L2EP