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Des chercheurs japonais travaillent sur des hologrammes que l’on peut toucher

Le Haptoclone est un système interactif qui permet de « toucher » des projections holographiques.

Sur la droite, la main du journaliste « touche » la main holographique du chercheur. Image : Emiko Jozuka.

Imaginez que vous tendez la main pour serrer celle d'un correspondant que vous venez de rencontrer pour la première fois par Skype. Imaginez maintenant que vous prenez dans vos bras la version holographique d'un ami parti vivre à l'étranger.

Des chercheurs en interaction haptique au Département des Systèmes Complexes et Sciences de l'Ingénieur (DCSE) de l'Université de Tokyo espèrent que ces situations fictives deviendront bientôt réalité.

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Ils ont inventé le « Haptoclone », un système qui permet de faire l'expérience de ce qu'ils nomment « des interactions téléhaptiques. » Dans sa forme actuelle, le Haptoclone permet de diffuser une image holographique d'une partie de votre corps, une main par exemple, devant une personne tierce. Pour cela, les chercheurs utilisent un système de boites : ce qui est inséré dans une boite est projeté dans l'autre. Ce qui est extraordinaire, c'est que le Haptoclone donne l'illusion de toucher la main holographique qui apparaît dans la seconde boite.

Le Haptoclone est un système interactif symétrique qui donne l'illusion du toucher. Image : Shinoda—Makino Lab, Université de Tokyo

« Ça serait formidable de permettre à des gens éloignés dans l'espace de communiquer les uns avec les autres tout en faisant l'expérience du toucher. On pourrait, par exemple, leur donner l'impression qu'ils sont dans la même pièce, séparée en deux parties par une surface en verre » explique le chercheur Yasutoshi Makino, en mimant le contact entre deux utilisateurs du Haptoclone. « Imaginez que vous êtes dans un zoo, et que vous avez la sensation de toucher le lion derrière la vitre. C'est cela que nous voulons produire. »

Les chercheurs ont présenté leur idée à la conférence internationale sur l'Infographie et les Technologies émergentes, la SIGGRAPH 2015.

Le Haptoclone ressemble à un appareil que Harry Houdini utiliserait volontiers s'il était encore vivant. Il est composé de deux machins en forme de boite, bordés de quatre transducteurs à ultrasons qui génèrent une pression de radiation ultrasonique (c'est ce qui donne la sensation du toucher quand la main pénètre dans la boite et « sent » quelque chose qui n'y est pourtant pas). Dans une boite, un capteur Kinect enregistre les mouvements d'un objet en temps réel, tandis que dans l'autre boite, les transducteurs vous permettent de « sentir » lesdits mouvements. Pendant ce temps-là, des « panneaux de visualisation », qui se comportent comme des miroirs, font apparaitre l'objet dans la seconde boite.

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Lorsque Makino a placé sa main dans la boite de droite, le panneau a reflété son image dans l'espace vide derrière la même boite. La boite de gauche, quant à elle, a reproduit une image holographique de la main. Lorsque l'on essaie de la toucher, une étrange sensation chatouille la peau : celle de petite bulles qui éclateraient entre les doigts.

Yasutoshi Makino explique que les panneaux de visualisation permettent de compléter le travail du Haptoclone. Image : Emiko Jozuka

Aussi excitant que cela puisse être, les chercheurs admettent que pour le moment, on ne peut que frotter légèrement les doigts sur l'hologramme en question. Ils ne sont pas sûrs qu'il sera un jour possible de saisir une main et de la serrer fermement ou de prendre quelqu'un dans ses bras, car la gamme de fréquence des ultrasons exploitable est limitée.

« Les fréquences d'ultrasons que nous utilisons sont sans danger ; mais si elles étaient plus hautes ; les ultrasons pourraient endommager les tissus du corps humain, comme les nerfs » explique Hiroyuki Shinoda, professeur à l'Université de Tokyo, et travaillant sur les interactions haptiques depuis des années. « Nous devons tenir compte de ces limites. »

Yasutoshi Makino place sa main dans la boite de droite ; elle est ensuite projetée dans la boite de gauche. Image : Emiko Jozuka

Ce ne sont pas les seuls problèmes que les chercheurs auront à surmonter. Même si l'idée du Haptoclone leur est venue des années auparavant, ce n'est que très récemment qu'ils ont pu la concrétiser, c'est-à-dire quand l'entreprise de design japonaise Asukanet a entamé la commercialisation des panneaux de visualisation. Ils ont encore si chers que seuls quelques laboratoires de recherche japonais peuvent se les offrir.

Pour faire de la communication hapto-optique longue distance une réalité, les chercheurs devront remplacer ces panneaux par des caméras capables de reproduire le même effet avec de plus gros objets. C'est leur prochain objectif.

« Quoi qu'il arrive, nous voulons poursuivre nos recherches sur les sensations haptiques afin d'enrichir la communication entre humains » conclue Shinoda.

L'un de ses collègue, Yoshikazu Furuyama, ajoute : « Nous parvenons à obtenir des images si réussies qu'il serait dommage de ne pas coordonner sensations visuelles et sensations tactiles. Le réalisme de la scène serait à couper le souffle. »