Le dispositif d’électrostimulation conçu par une équipe de l'institut Hasso Plattner est semble-t-il efficace mais pas franchement pratique. © Hasso-Plattner Institute

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De la réalité virtuelle plus vivante grâce à des chocs électriques

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Par Marc Zaffagni, Futura

En utilisant un dispositif d'électrostimulation, des chercheurs allemands ont réussi à créer des retours d'effets qui permettent de simuler la résistance et le poids des objets dans un environnement de réalité virtuelle. Astucieux, mais difficile à imaginer dans un produit grand public.

  • Le système haptique utilise l’électrostimulation des muscles des bras et des épaules.
  • Il peut stimuler jusqu’à quatre groupes de muscles pour créer notamment les sensations de dureté et de poids des objets virtuels.

L'arrivée des casques de réalité virtuelle tels que l'Oculus Rift, le Vive (HTC), le Gear VR (Samsung) ou le PlayStation VR (Sony) a contribué à populariser cette technologie auprès d'une audience plus large. Mais nous en sommes seulement aux prémices de ce que la réalité virtuelle peut offrir, tant pour les loisirs que l'activité professionnelle. Au-delà de l'effet d'immersion, il lui faut notamment devenir plus crédible en se rapprochant de nos sens. L'un des défis que les techniciens tentent de relever consiste à recréer le toucher en rendant palpables des objets virtuels.

L'une des pistes les plus explorées est celle de l'électrostimulation. En sollicitant les muscles de différentes parties du corps à l'aide d'impulsions électriques légères, on parvient à créer des sensations de résistance lorsqu'un utilisateur touche ou déplace un objet virtuel. C'est dans cette direction que travaille une équipe du laboratoire d'interaction Homme-machine de l'institut Hasso Plattner (Allemagne) à laquelle on doit déjà le projet Impacto qui permet de ressentir physiquement l'effet d'un coup de point lors d'un combat de boxe virtuel.

Capitalisant sur cette expérience, les chercheurs ont affiné leur dispositif de manière à simuler la sensation de poids lorsque l'on soulève un objet et la résistance lorsque l'on pose la main sur une surface, comme par exemple un mur. Outre le casque de réalité virtuelle, l'équipement consiste en un système d’électrostimulation à huit canaux avec des patchs collés à divers endroits du corps ainsi que des capteurs de mouvements attachés autour des mains. 

Une démonstration du système de retour haptique par électrostimulation. Plongé dans un univers virtuel, l’utilisateur peut ressentir le contact avec les murs, appuyer sur des boutons et sentir l’impact de projectiles. © Hasso-Plattner Institute

On peut manipuler des objets et toucher des murs virtuels

Grâce à cela, l'équipe de l'institut Hasso Plattner est notamment parvenue à reproduire des sensations liées à la manipulation d'un cube virtuel. Pour créer la sensation de poids, la stimulation se fait au niveau des triceps. Pour créer celle de dureté de l'objet, les signaux électriques sont appliqués sur les muscles des épaules. Le système est synchronisé avec l'action qui se déroule dans l'environnement virtuel de manière à ce que le retour d'effet se déclenche à l'instant où l'utilisateur pose son doigt sur une surface.

Ce dispositif parvient à stimuler jusqu'à quatre groupes musculaires différents. En les combinant et en jouant sur l'intensité et la durée de l'impulsion électrique, les chercheurs ont réussi à recréer plusieurs effets, notamment le contact avec des murs et la pression sur des boutons. Le système n'est pas sans rappeler le Teslasuit, un costume de réalité virtuelle basé lui aussi sur l'électrostimulation qui peut restituer la sensation d'un contact physique comme lorsque deux personnes se touchent ou s'étreignent mais également des effets d'explosion ou d'impact de projectiles.

Mais le Teslasuit est onéreux et il n'est pas encore commercialisé pour le grand public. Quant à l'invention de l'institut Hasso Plattner, elle a le mérite d'utiliser des équipements existants plus abordables. En revanche, elle multiplie les câbles alors que l'un des défis pour rendre la réalité virtuelle plus accessible est justement de libérer les mouvements en adoptant des technologies sans fil. Il faudra sans doute encore patienter quelques années avant que des systèmes haptiques efficaces puissent fonctionner sans connexions physiques.

Réalité virtuelle : vers l'immersion totale avec Orion de Leap Motion  La société américaine Leap Motion propose en version bêta Orion. Cette application, utilisée avec un capteur et un casque de réalité virtuelle, permet de contrôler des objets avec une grande précision directement avec les mains, comme on peut le constater durant cette démonstration.