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Microsoft invente l’écran tactile 3D avec retour d’effet

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Dans leur centre de recherche et développement, des ingénieurs de Microsoft ont mis au point un écran 3D tactile doté d'un système à retour d'effet qui permet de ressentir les objets virtuels que l'on touche. Une innovation qui pourrait trouver des débouchés notamment en médecine ou dans l'enseignement de certaines disciplines.

Pour faire la démonstration de leur technologie à retour d’effet, les ingénieurs de Microsoft Research ont développé un petit jeu qui consiste à manipuler cinq objets représentant la pierre, le bois, l’éponge, un ballon et un gobelet. La sensation tactile est censée reproduire la résistance et le mouvement pour chaque matière et forme. © Microsoft

Chaque année, Microsoft lève un coin du voile sur quelques-uns des projets qui mûrissent dans le secret de son centre de recherche et développement. L'année dernière, cet évènement nommé TechFest a été l'occasion de découvrir des innovations comme IllumiShare ou KinÊtre. Cette année, parmi les nombreuses démonstrations proposées, Futura-Sciences s'est intéressé à une technologie baptisée 3D Haptic Touch. Il s'agit d'un écran 3D tactile équipé d'un système haptique, qui produit des sensations lorsque l'on touche ou manipule un objet en générant une vibration.

Le retour d'effet haptique n'est pas nouveau. On le trouve par exemple dans les écrans de certains smartphones qui cherchent à rendre l'usage de l'écran tactile plus réaliste en produisant des vibrations pour donner l'illusion que l'on presse une touche physique. Microsoft a appliqué ce principe au sein d'un système assez complexe. Les chercheurs sont partis d'un écran 3D standard de 24 pouces auquel ils ont superposé une dalle tactile. Entre les deux surfaces, ils ont intercalé des capteurs de force qui détectent la pression exercée sur l'écran. À l'arrière du dispositif, un bras robotisé en contact avec la dalle et qui se déplace d'avant en arrière produit la vibration voulue lorsqu'une pression est appliquée sur la surface tactile.

La vue schématisée du dispositif 3D Haptic Touch développé par Microsoft. À partir d’un écran LCD 3D de 24 pouces, les ingénieurs ont superposé une dalle tactile multipoint (multi-touch overlay screen) en y intercalant des capteurs de force (linear force sensors) pour détecter le niveau de la pression exercée. À l’arrière de l’écran, un bras robotisé par un servomoteur (servomotor) monté sur une crémaillère (rack and pinion gear) bouge d’avant en arrière pour produire l’effet haptique. Ainsi, lorsque le démonstrateur touche l’un des objets à l’écran, il peut en ressentir la densité et l’inertie. © Microsoft

Haptic Touch 3D : éprouver les formes et les textures

Pour illustrer le fonctionnement de leur système, Mike Sinclair, Michel Pahud et Hrvoje Benko, les trois ingénieurs de Microsoft Research à l'origine du projet, ont développé un jeu qui consiste à manipuler cinq objets de formes et de textures différentes. On trouve un cube représentant la pierre, qui renvoie une sensation de dureté au toucher et que l'on déplace moins facilement que l'éponge, dont on ressent la souplesse sous le doigt grâce à l'effet haptique. L'utilisateur peut également manipuler un gobelet, un cube en bois et un ballon qui servent à appréhender ce que l'équipe de Microsoft définit comme une « expérience "visuohaptique" 3D ». Le système permettrait même de percevoir les contours d'une surface.

Cette innovation n'est pas sans rappeler l'une des cinq prédictions d'IBM concernant l'introduction du sens du toucher dans les écrans tactiles. Selon Big Blue, « il est possible d'élaborer un ensemble de vibrations propre à chaque objet afin de récréer l'impression sensorielle de son toucher ». L'idée est d'utiliser cette technologie pour le commerce en ligne afin d'offrir aux clients la sensation de toucher le produit.

Applications médicales, éducatives et vidéoludiques pour Microsoft

Les concepteurs du 3D Haptic Touch envisagent plusieurs débouchés, notamment en médecine, en offrant par exemple aux praticiens la possibilité d'ajouter un retour sensoriel physique lorsqu'ils analysent des images d'organes. La technologie a également du potentiel pour l'enseignement, afin de faire toucher aux étudiants des matériaux rares ou dangereux et effectuer des simulations.

Un autre domaine de prédilection est bien entendu celui des jeux vidéo, qui peuvent trouver maintes manières d'exploiter le retour d'effet sur un écran 3D. Cependant, Microsoft n'a pas répondu aux questions de Futura-Sciences concernant un futur commercial pour cette technologie.