Nouveau dispositif haptique transmet les émotions d'un contact humain avec une précision proche de 80 %
Avec la propagation du variant Omicron du coronavirus, tout le monde ne peut pas ou ne veut pas voyager pendant les vacances d'hiver. Mais si un contact virtuel pouvait vous donner l'assurance de ne pas être seul ?
À l'École d'ingénierie Viterbi de l'Université de Californie du Sud (USC), l'informaticienne et roboticienne Heather Culbertson étudie différentes méthodes de simulation du toucher. Dans le cadre d'un nouveau projet, Culbertson, auteure principale de cette étude avec des chercheurs de Stanford, a voulu savoir si deux compagnons (amicaux ou amoureux) pouvaient communiquer et exprimer attention et émotions à distance.
Les gens perçoivent les intentions réelles de leur partenaire lors d'un contact physique direct dans environ 57 % des cas. Lors d'une interaction avec un dispositif imitant le toucher humain, les participants ont pu distinguer l'intention du contact dans 45 % des cas. Ainsi, les dispositifs de cette étude fonctionnent apparemment avec une précision d'environ 79 % par rapport au toucher humain perçu.
« Notre sens du toucher est unique. En effet, les humains disposent d'un « langage du toucher » », a expliqué Culbertson, professeure adjointe WiSE Gabilan et professeure adjointe en informatique, génie aérospatial et mécanique à l'USC. Selon elle, créer un contact virtuel que les gens peuvent diriger vers leurs proches est un processus assez complexe : non seulement nous différons par notre niveau de confort dans la communication et notre sensibilité, mais chacun peut aussi avoir une manière particulière de transmettre différentes émotions, comme la sympathie, l'amour ou la tristesse.
Les chercheurs devaient créer un algorithme suffisamment souple pour intégrer de nombreux aspects du toucher. Leur étude, publiée en version préliminaire dans IEEE Transactions on Haptics, s'est déroulée en deux étapes.
Premièrement, un nouvel ensemble de données sur les interactions humaines lors de contacts sociaux a été créé en enregistrant l'emplacement et la force des contacts lorsque les participants transmettaient différentes émotions à leurs partenaires par le toucher. Après la création de cet ensemble, les chercheurs ont classé ces gestes comme expression d'attention, de gratitude, de bonheur, d'apaisement, de tristesse ou d'amour, afin de constituer une bibliothèque de signaux préenregistrés.
Ensuite, ces signaux ont été convertis en tactels (pixels tactiles), capables de transmettre les émotions à un second groupe de participants via un bandeau tactile portable intégrant des actionneurs à bobines dotés de huit points de contact.
Au total, 661 gestes de contact ont été enregistrés. Dans environ 45 % des cas, les personnes portant le bandeau ont pu comprendre les émotions supposées transmises à distance (contre 57 % pour le contact physique direct). L'étude montre que la signification sociale et l'expression transmises par la communication directe peuvent aussi être transmises à distance.
« Lors des interactions sociales, les humains utilisent des signaux auditifs, visuels et tactiles pour transmettre leurs pensées, émotions et intentions. En raison du poids, de la consommation énergétique et d'autres contraintes matérielles, il est difficile de créer des dispositifs reflétant pleinement la complexité du toucher humain. Ici, nous examinons si une représentation éparse du toucher humain suffit à transmettre les signaux du toucher social », indique l'étude.
La prochaine étape des chercheurs consistera à affiner les algorithmes pour créer une sensation de contact virtuel plus nuancée et améliorer la précision.
« Bien que la séparation physique causée par la pandémie de coronavirus diminue, nos familles et amis restent dispersés à travers le pays et le monde, à mesure que nos communautés deviennent de plus en plus mondiales. De tels outils permettraient aux gens de tendre la main et de toucher leurs proches, quelle que soit la distance physique, réduisant l'isolement et nous rapprochant »
« En utilisant ce dispositif portable à faible résolution et à faible effort, nous avons constaté que les utilisateurs peuvent distinguer l'intention sociale supposée et comparer les performances aux résultats obtenus avec un contact humain direct. Alors que la communication en ligne se généralise, de tels systèmes de transmission tactile pourraient améliorer la communication à distance et l'interaction attentionnée entre deux personnes », ont indiqué les chercheurs.
Le laboratoire de robotique haptique et d'interaction virtuelle (HaRVI) étudie comment les humains interagissent avec notre monde, les robots et les technologies par le toucher. L'objectif de la recherche est de créer des interactions naturelles et intuitives qui reproduisent de façon réaliste les sensations du toucher ressenties lors de l'interaction avec le monde physique.
Les chercheurs développent de nouveaux équipements haptiques et algorithmes de rendu afin d'améliorer la facilité d'utilisation des technologies, le lien social entre les personnes, la capacité à accomplir certaines tâches et l'immersion en réalité virtuelle. L'étude se concentre sur l'intégration de la perception humaine à toutes les étapes du processus de conception.
