Un dispositif haptique basé sur l’origami qui pourrait améliorer les expériences de réalité virtuelle

Les performances et le réalisme de la technologie de réalité virtuelle (VR) se sont considérablement améliorés au cours de la dernière décennie, permettant aux utilisateurs de s’immerger dans le contenu numérique d’une manière auparavant inaccessible. La technologie continuera très probablement d’évoluer au cours des prochaines années, introduisant des fonctionnalités et des composants supplémentaires qui sollicitent davantage les cinq sens.

Des chercheurs de l’Université Westlake, du Westlake Institute for Advanced Study et d’autres universités chinoises ont récemment créé un nouveau dispositif haptique qui pourrait augmenter la fidélité et le réalisme des expériences virtuelles. Ce dispositif, présenté en Intelligence des machines naturelless’inspire en partie de l’art asiatique du pliage de papier qu’est l’origami.

« Je suis toujours intéressé par les sujets d’actualité, non seulement du milieu universitaire, mais aussi des secteurs de l’industrie », a déclaré Hanqing Jiang, l’un des chercheurs qui a mené l’étude, à Tech Xplore. « Depuis 2019, je suis les dernières avancées technologiques dans les domaines AR/VR. En plus des perceptions visuelles et audio, la sensation mécanique, en particulier le toucher, est un élément important, mais il manque encore dans les technologies existantes. »

L’objectif principal des travaux récents de Jiang et de ses collègues était de créer un dispositif haptique qui pourrait permettre aux utilisateurs de détecter également la rigidité des objets qu’ils rencontrent dans des environnements virtuels. Pour ce faire, l’équipe s’inspire de l’origami, l’art de plier du papier pour créer des formes ou des figures 3D spécifiques.

« Quand j’étais à l’Arizona State University, mon groupe a étudié l’origami incurvé et l’a utilisé pour régler la rigidité en 2020 », a déclaré Jiang. « Ce travail nous a inspiré à combiner l’origami et le métavers. Nous n’avions pas de plans détaillés sur la façon de le faire fonctionner à ce moment-là. Après avoir rejoint l’Université Westlake en 2021, j’ai gagné la bande passante pour élargir considérablement mon propre groupe, y compris mécanique ingénieurs et ingénieurs électriciens, et a proposé un plan détaillé pour reproduire la sensation mécanique active en utilisant l’origami incurvé pour le métaverse. »

Le dispositif incurvé basé sur l’origami créé par Jiang et ses collègues permet aux utilisateurs de ressentir des sensations similaires à celles qu’ils ressentiraient s’ils touchaient différents objets dans la vie réelle, reproduisant la douceur ou la rigidité de ces objets, ainsi que tout effet tactile positif ou négatif. sensations. Comparé à d’autres dispositifs haptiques introduits dans le passé, ce système pourrait permettre aux humains d’avoir des expériences tactiles lorsqu’ils interagissent activement avec des objets dans des environnements virtuels, plutôt que de simplement produire des sensations tactiles lorsque leurs mains sont immobiles.

L’appareil peut être facilement synchronisé avec un contenu VR spécifique pour produire des sensations tactiles parfaitement synchronisées et modifier ce que les utilisateurs perçoivent lorsqu’ils interagissent avec différents objets ou environnements. En plus de reproduire ce que les humains pourraient ressentir en touchant des objets plus durs ou plus mous, il peut créer des sensations d’écrasement par un utilisateur.

« Le composant clé de notre système est un panneau d’origami incurvé », a expliqué Jiang. « Pour modifier la rigidité simultanément avec les scènes dans les environnements VR/AR, des moteurs sont utilisés pour modifier les angles entre les panneaux d’origami. Nous avons atteint ce que l’on pourrait appeler une » sensation mécanique active « . Dans le passé, les technologies dominantes utilisaient les vibrations pour reproduire la sensation de toucher, qui est passive. Cependant, nous, humains, utilisons la sensation active pour interagir avec les environnements physiques et notre système pourrait mieux refléter cela. »

Les chercheurs ont jusqu’à présent évalué leur appareil dans une série de tests préliminaires, évaluant sa capacité à créer des expériences tactiles immersives. Leurs résultats suggèrent qu’il surpasse les autres dispositifs haptiques existants qui utilisent principalement les vibrations pour produire des sensations tactiles.

À l’avenir, leur conception unique basée sur l’origami pourrait être utilisée pour améliorer encore les performances de la technologie VR. Pendant ce temps, Jiang et son équipe prévoient de continuer à travailler sur leur appareil pour recréer efficacement d’autres sensations tactiles.

« Nous prévoyons maintenant d’apporter des sensations multimodales, y compris le toucher actif, la texture, la température, etc. », a ajouté Jiang.