L'émission télévisée " Star Trek : The Next Generation " a présenté à des millions de personnes l'idée d'un holodeck : une projection holographique 3D immersive et réaliste d'un environnement complet avec lequel vous pouvez interagir et même toucher.
Au 21e siècle, les hologrammes sont déjà utilisés de diverses manières telles que les systèmes médicaux, l'éducation, l'art, la sécurité et la défense. Les scientifiques développent toujours des moyens d'utiliser des lasers, des processeurs numériques modernes et des technologies de détection de mouvement pour créer plusieurs types d'hologrammes différents qui pourraient changer notre façon d'interagir.
Mes collègues et moi, qui travaillons au sein du groupe de recherche sur l'électronique flexible et les technologies de détection de l'Université de Glasgow, avons maintenant développé un système d'hologrammes de personnes utilisant des « aérohaptiques », créant des sensations de toucher avec des jets d'air. Ces jets d'air procurent une sensation de toucher sur les doigts, les mains et les poignets des personnes.
Avec le temps, cela pourrait être développé pour vous permettre de rencontrer un avatar virtuel d'un collègue à l'autre bout du monde et de vraiment sentir sa poignée de main. Cela pourrait même être les premiers pas vers la construction de quelque chose comme un holodeck.
Pour créer cette sensation de toucher, nous utilisons des pièces abordables et disponibles dans le commerce pour associer des graphiques générés par ordinateur à des jets d'air soigneusement dirigés et contrôlés.
À certains égards, c'est un pas au-delà de la génération actuelle de réalité virtuelle, qui nécessite généralement un casque pour fournir des graphiques 3D et des gants intelligents ou des contrôleurs portables pour fournir un retour haptique, une stimulation qui ressemble au toucher. La plupart des approches basées sur les gadgets portables se limitent au contrôle de l'objet virtuel affiché.
Contrôler un objet virtuel ne donne pas le sentiment que vous éprouveriez lorsque deux personnes se touchent. L'ajout d'une sensation tactile artificielle peut offrir une dimension supplémentaire sans avoir à porter de gants pour sentir les objets, et donne ainsi une sensation beaucoup plus naturelle.
Utiliser du verre et des miroirs
Notre recherche utilise des graphiques qui donnent l'illusion d'une image virtuelle en 3D. Il s'agit d'une variante moderne d'une technique d'illusion du XIXe siècle connue sous le nom de Pepper's Ghost , qui a ravi les spectateurs victoriens avec des visions du surnaturel sur scène.
Le système utilise du verre et des miroirs pour donner l'impression qu'une image bidimensionnelle flotte dans l'espace sans avoir besoin d'équipement supplémentaire. Et notre retour haptique est créé avec rien d'autre que de l'air.
Les miroirs composant notre système sont disposés en pyramide avec un côté ouvert. Les utilisateurs mettent leurs mains à travers le côté ouvert et interagissent avec des objets générés par ordinateur qui semblent flotter dans l'espace libre à l'intérieur de la pyramide. Les objets sont des graphiques créés et contrôlés par un logiciel appelé Unity Game Engine, qui est souvent utilisé pour créer des objets et des mondes en 3D dans les jeux vidéo.
Situé juste en dessous de la pyramide se trouve un capteur qui suit les mouvements des mains et des doigts des utilisateurs, et une seule buse d'air, qui dirige des jets d'air vers eux pour créer des sensations tactiles complexes. L'ensemble du système est dirigé par un matériel électronique programmé pour contrôler les mouvements des buses. Nous avons développé un algorithme qui a permis à la buse d'air de répondre aux mouvements des mains des utilisateurs avec des combinaisons appropriées de direction et de force.
L'une des façons dont nous avons démontré les capacités du système « aérohaptique » est la projection interactive d'un ballon de basket, qui peut être touché, roulé et rebondi de manière convaincante. Le retour tactile des jets d'air du système est également modulé en fonction de la surface virtuelle du ballon de basket, permettant aux utilisateurs de sentir la forme arrondie du ballon lorsqu'il roule du bout des doigts lorsqu'ils le font rebondir et la claque dans leur paume lorsqu'il revient .
Les utilisateurs peuvent même pousser la balle virtuelle avec une force variable et ressentir la différence résultante dans la sensation d'un rebond dur ou d'un rebond doux dans leur paume. Même quelque chose d'aussi simple que faire rebondir un ballon de basket nous a obligés à travailler dur pour modéliser la physique de l'action et comment reproduire cette sensation familière avec des jets d'air.
Les odeurs du futur
Bien que nous ne prévoyions pas de proposer une expérience holodeck complète de Star Trek dans un avenir proche, nous allons déjà hardiment dans de nouvelles directions pour ajouter des fonctions supplémentaires au système. Bientôt, nous espérons pouvoir modifier la température du flux d'air pour permettre aux utilisateurs de ressentir des surfaces chaudes ou froides. Nous explorons également la possibilité d'ajouter des parfums au flux d'air, en approfondissant l'illusion d'objets virtuels en permettant aux utilisateurs de les sentir et de les toucher.
Au fur et à mesure que le système s'étend et se développe, nous nous attendons à ce qu'il trouve des utilisations dans un large éventail de secteurs. Offrir des expériences de jeu vidéo plus captivantes sans avoir à porter un équipement encombrant est une évidence, mais cela pourrait également permettre des téléconférences plus convaincantes. Vous pouvez même ajouter des composants à tour de rôle à une carte de circuit virtuel pendant que vous collaborez sur un projet.
Cela pourrait également aider les cliniciens à collaborer sur les traitements des patients et à faire en sorte que les patients se sentent plus impliqués et informés dans le processus. Les médecins pourraient voir, ressentir et discuter des caractéristiques des cellules tumorales et montrer aux patients les plans d'une procédure médicale.
Ravinder Dahiya est professeur d'électronique et de nano-ingénierie à l' Université de Glasgow . L'article de Dahiya est republié à partir de The Conversation sous une licence Creative Commons. Vous pouvez trouver l' article original ici .
