E-skin souple et sans fil pour une communication tactile interactive dans le monde virtuel

Sentir un câlin l’un de l’autre via Internet pourrait être une possibilité dans un proche avenir. Une équipe de recherche dirigée par la City University of Hong Kong (CityU) a récemment développé une peau électronique douce et sans fil qui peut à la fois détecter et transmettre le sens du toucher et former un réseau tactile permettant une interaction entre un et plusieurs utilisateurs. Il offre un grand potentiel pour améliorer l’immersion de la communication tactile à distance.

“Avec le développement rapide de la réalité virtuelle et augmentée (VR et AR), nos sens visuels et auditifs ne nous suffisent plus pour créer une expérience immersive. La communication tactile pourrait être une révolution pour nous permettre d’interagir dans tout le métaverse”, a déclaré le Dr. Yu Xinge, professeur agrégé au Département de génie biomédical (BME) à CityU.

Bien qu’il existe de nombreuses interfaces haptiques sur le marché pour simuler la sensation tactile dans le monde virtuel, elles ne fournissent que la détection tactile ou la rétroaction haptique. La particularité de la nouvelle peau électronique est qu’elle peut exécuter des fonctions d’auto-détection et de reproduction haptique sur la même interface.

Le dispositif de patch cutané fournit des fonctions intégrées pour la détection tactile et la reproduction haptique

L’e-skin contient 16 actionneurs flexibles (capteurs cum) dans un réseau 4 x 4, une unité de microcontrôleur (MCU), un module Bluetooth et d’autres composants électroniques sur une carte de circuit imprimé flexible. Tous les composants sont combinés dans un dispositif semblable à un patch cutané de 7 cm x 10 cm et de 4,2 mm d’épaisseur.

L’actionneur en forme de bouton, de taille comparable à une pièce de 10 cents HK, constitue la partie centrale de l’e-skin. Chacun des actionneurs se compose d’une bobine flexible, d’un support en silicone souple, d’un aimant et d’un film mince de polydiméthylsiloxane (PDMS), qui assurent les fonctions de détection tactile et de retour haptique basées sur l’induction électromagnétique.

Une fois que l’actionneur est pressé et relâché par une force externe, un courant est induit pour fournir des signaux électriques pour une sensation tactile à un actionneur correspondant dans un autre patch e-skin. Plus l’expéditeur appuie profondément, plus la sensation générée sur l’autre e-skin est forte et longue.

Le signal électrique généré par les actionneurs est converti en un signal numérique par un convertisseur analogique-numérique sur la carte de circuit imprimé du patch e-skin. Les données sont ensuite transmises aux actionneurs d’un autre e-skin via Bluetooth.

Lorsque le signal est reçu, un courant est induit pour reproduire le retour haptique sur l’e-skin du récepteur par vibration mécanique. Le processus peut être inversé pour délivrer des vibrations de l’e-skin du récepteur à l’actionneur correspondant de l’émetteur.

Bien que chaque actionneur ne puisse effectuer qu’une seule tâche à la fois, les 15 autres actionneurs de l’e-skin peuvent se compléter et exécuter la fonction de détection ou de reproduction haptique, permettant au patch e-skin d’obtenir simultanément une transmission tactile bidirectionnelle.

Touch IoT offre un large éventail d’applications potentielles

“Notre e-skin peut communiquer avec des appareils Bluetooth et transmettre des données via Internet avec des smartphones et des ordinateurs pour effectuer une transmission tactile à très longue distance et pour former un système tactile de l’Internet des objets (IoT), où un à un et un à un. la livraison tactile multiple pourrait être réalisée. Les amis et la famille dans différents endroits pourraient l’utiliser pour se «sentir» les uns les autres », a déclaré le Dr Yu. “Cette forme de toucher surmonte les limites de l’espace et réduit considérablement la sensation de distance dans la communication humaine.”

Ensuite, l’équipe de recherche se concentrera sur des applications pratiques pour les personnes malvoyantes, qui pourraient porter l’e-skin pour obtenir un guidage directionnel à distance et lire des messages en braille.

Les résultats de la recherche ont été publiés dans la revue Avancées scientifiques sous le titre “Touch IoT activé par une peau électronique à auto-détection sans fil et à reproduction haptique”.