La touche informée des tissus intelligents peut vous dire où aller

Jul 22, 2023

Les appareils personnels alimentent notre vue et notre audition avec des flux d’informations pratiquement illimités tout en laissant notre sens du toucher pratiquement… intact.

Un appareil portable à base de textile développé par les ingénieurs de l’Université Rice pourrait aider à désencombrer, améliorer – et, en cas de déficiences – compenser les déficiences des entrées visuelles et auditives en exploitant cette ressource sensorielle sous-utilisée.

"La technologie a mis du temps à adopter l'haptique ou la communication basée sur le sens du toucher", a déclaré Barclay Jumet, doctorant en génie mécanique et auteur principal d'une étude publiée dans Device. "Parmi les technologies intégrant l'haptique, les appareils portables nécessitent encore souvent un matériel externe encombrant pour fournir des signaux complexes, ce qui limite leur utilisation dans les activités quotidiennes."

Le système d'accessoires haptiques construit par les laboratoires Rice de Daniel Preston et Marcia O'Malley réduit le besoin de matériel en programmant des signaux haptiques dans la structure textile des appareils portables à l'aide d'un contrôle fluidique, en s'appuyant sur une approche décrite dans des travaux antérieurs.

"Avec un système de contrôle traditionnel utilisant la tension et le courant, vous auriez généralement besoin de nombreuses entrées électroniques pour obtenir des signaux haptiques complexes", a déclaré Preston, professeur adjoint de génie mécanique à Rice, dont le laboratoire explore l'intersection de l'énergie, des matériaux et des fluides. "Dans cet appareil, nous avons transféré une grande partie de cette complexité au contrôleur fluidique et n'avons besoin que d'un nombre très limité d'entrées électroniques pour fournir une stimulation haptique sophistiquée."

Composés d'une ceinture et de manchons textiles, les appareils portables s'appuient sur des signaux fluidiques, tels que les pressions et les débits, pour contrôler la délivrance de signaux haptiques complexes, notamment des sensations telles que les vibrations, les tapotements et les pressions. Un petit réservoir léger de dioxyde de carbone fixé à la ceinture alimente des circuits hermétiques incorporés dans les textiles thermoscellables, permettant de gonfler des pochettes d'un quart de taille - jusqu'à six sur chaque manche - avec une force et une fréquence variables.

Dans une expérience démontrant l'utilité de l'appareil pour la navigation dans le monde réel, ces indices ont servi de directions guidant un utilisateur sur un itinéraire d'un kilomètre à travers les rues de Houston. Dans une autre expérience, un utilisateur a dessiné des pièces invisibles de Tetris dans un champ en suivant les instructions qui leur étaient transmises par les textiles haptiques.

"La ceinture intègre une version allégée du système de contrôle électronique qui pourrait autrement être nécessaire", a déclaré Jumet. « Dans ce cas, nous avions douze pochettes réparties sur deux manches qui se gonflaient progressivement pour indiquer l'une des quatre directions : avant, arrière, gauche ou droite. Ainsi, au lieu de nécessiter douze entrées électroniques, nous intégrons cette complexité dans le boîtier et ne pouvons utiliser que quatre entrées, soit une réduction des deux tiers.

« À l'avenir, cette technologie pourrait être directement intégrée aux systèmes de navigation, de sorte que les textiles qui composent les vêtements puissent indiquer aux utilisateurs quel chemin prendre sans solliciter leurs sens visuels et auditifs déjà surchargés — par exemple en ayant besoin de consulter une carte ou écoutez un assistant virtuel.

De plus, le dispositif textile portable pourrait intégrer d'autres mécanismes de détection et de contrôle pour permettre aux utilisateurs malvoyants ou auditifs de détecter les obstacles et de naviguer dans des environnements dynamiques en temps réel.

"Des appareils comme celui-ci pourraient, par exemple, être utiles aux personnes souffrant de perte auditive", a déclaré O'Malley, directeur du département de génie mécanique et professeur de la famille Thomas Michael Panos en génie mécanique, génie électrique et informatique, bio-ingénierie et informatique. La science à Rice.

Les implants cochléaires peuvent restaurer la perception de la parole chez les personnes souffrant d'une perte auditive sévère, mais la littérature montre que ces personnes ont encore du mal à comprendre la parole dans des environnements bruyants et peuvent avoir des difficultés à localiser les sources des sons. Le retour haptique a le potentiel d’améliorer les performances de l’implant cochléaire ou de faciliter la lecture labiale pour les patients.