Une feuille de silicone du MIT affiche sa forme 3D quand on la plie
Quatorze fibres en caoutchouc dans une feuille de 16 cm : le prototype du MIT reconstruit sa courbure en 3D, mais son algorithme reste trop lent pour jouer.
Par
Hugo Barthe
En bref
- Des chercheurs du MIT ont conçu une feuille de silicone qui affiche sa forme en 3D lorsqu’on la plie.
- Le prototype reste un objet de laboratoire, sans date de commercialisation.
- La reconstruction tourne à environ trois images par seconde, trop peu pour un jeu vidéo.
- Le suivi du poignet et du coude pose encore problème.
Plier une feuille de silicone suffit à en voir apparaître la forme en trois dimensions à l’écran, presque aussitôt. Ce prototype conçu au MIT intéresse la réalité virtuelle, mais il n’a rien d’un produit : Clubic le décrit comme un objet de laboratoire, et rien n’indique de commercialisation.
Une feuille pensée pour un vêtement de joueur
Les doctorants Qifan Yu et Nina Cao et la professeure assistante de génie mécanique Kaitlyn Becker forment l’équipe. Ils imaginent un jour cette feuille cousue dans un vêtement de joueur, de façon à suivre les bras et les jambes. Que cela rende les jeux plus immersifs reste une ambition des chercheurs, non un résultat testé en situation de jeu.
Qifan Yu situe la précision obtenue par rapport à l’existant : « Les conceptions existantes, fondées sur des capteurs rigides, présentent des erreurs d’environ 1 à 2 centimètres », dit ce doctorant au MIT, pour qui le résultat est « au moins au niveau des technologies existantes ».
Du caoutchouc rugueux à la place du verre
La feuille mesure 16 cm de côté et 5 mm d’épaisseur. Quatorze fibres optiques en caoutchouc y sont glissées, réparties sur deux couches de sept. Dans une fibre classique, un cœur de verre retient la lumière, et plus la fibre se courbe, moins elle en laisse sortir à l’autre bout. Mesurer cette perte donne une courbure.
Ici, le verre est remplacé par un caoutchouc souple et transparent, gainé de caoutchouc noir. Une seule face du cœur est rendue rugueuse : selon que la fibre plie vers elle ou vers le côté lisse, la lumière diffuse plus ou moins, ce qui révèle à la fois le sens et l’ampleur de la flexion.
Chaque fibre reçoit la lumière d’une LED et aboutit à un capteur. Une carte électronique externe collecte les mesures, puis l’algorithme de l’équipe les convertit en forme 3D. Les fibres font 1 mm d’épaisseur ; d’autres procédés de fabrication pourraient, selon les chercheurs, les ramener à quelques dizaines de micromètres.
Précision mesurée et pannes simulées
| Test | Résultat |
|---|---|
| Fibres inclinées plutôt qu’ajoutées (simulation) | Gain de précision supérieur |
| Trois fibres en panne | Erreur inférieure à 0,3 cm |
| Cinq fibres en panne ou plus | Erreur d’environ 1 cm, voire davantage |
Ce qui bloque avant le jeu
- Vitesse : environ trois reconstructions par seconde dans MATLAB, chaîne de mesure et d’affichage comprise. Le Steam Frame de Valve, lancé en septembre, rafraîchit l’image jusqu’à 144 fois par seconde dans un mode expérimental : la forme ne changerait qu’une fois toutes les 48 images environ. L’équipe envisage un solveur plus rapide.
- Articulations : au poignet et au coude, l’étirement de la peau met l’algorithme en défaut, et l’angle est estimé par une méthode simplifiée.
- Démonstrations : un seul des auteurs a réalisé toutes celles portées sur le corps.
Pour l’heure, le Steam Frame repère les mouvements avec ses caméras intégrées et ses deux manettes.
Kaitlyn Becker évoque une autre piste, la rééducation, simplement envisagée : « Ces feuilles pourraient aider un kinésithérapeute à se rappeler et à comparer plus précisément le déroulement d’une évaluation aujourd’hui et celui d’il y a deux mois et des centaines de rendez-vous », explique la professeure assistante au MIT.
Photo : Российский центр гибкой электроники / Pexels
