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Les ingénieurs du MIT ont construit une feuille douce et extensible qui développe sa propre forme 3D lorsqu’elle se plie et se tord, avec une erreur que l’équipe évalue à moins de 0,4 centimètre. « Les conceptions existantes, basées sur des capteurs rigides, comportent des erreurs d’environ 1 à 2 centimètres », explique Qifan Yu, étudiant diplômé, dans un communiqué du MIT du 8 octobre. « C’est donc respectable, et au moins comparable aux technologies existantes. »
La feuille est en silicone avec des fibres optiques douces qui zigzaguent à travers elle. Chaque fibre est un noyau en caoutchouc flexible et transparent à l’intérieur d’un revêtement fait du même caoutchouc teint en noir, et un côté du noyau est délibérément rendu rugueux, de sorte que plier la fibre vers le côté rugueux diffuse plus de lumière que de la plier dans l’autre sens. Cette asymétrie transforme chaque fibre en un capteur bidirectionnel plutôt qu’en un capteur qui signale uniquement son degré de courbure.
Une LED se trouve à une extrémité de chaque fibre et un capteur de lumière à l’autre, connecté à un circuit imprimé, et un algorithme transforme les lectures en une reconstruction mobile de toute la surface. Le MIT affirme que la conception survit également aux dommages : « Même lorsque quelques fibres sont coupées ou déconnectées, les fibres restantes peuvent toujours reconstruire avec précision la forme globale de la feuille. »
Le MIT cite la réalité virtuelle parmi les usages
Le communiqué décrit le matériau comme une « peau » portable de surveillance des mouvements pour « la thérapie physique, la réalité virtuelle et les jeux », et l’équipe envisage un vêtement que quelqu’un pourrait porter pour contrôler un personnage de jeu ou un robot télécommandé. La comparaison qu’elle établit est avec les combinaisons de capture de mouvement, qui cousent des capteurs rigides dans le tissu à des points choisis, alors que cette approche détecte plutôt sur une surface.
C’est l’écart entre celui-ci et le suivi que la plupart des propriétaires de casques utilisent actuellement. Les caméras inversées et le suivi des contrôleurs déduisent un corps à partir de quelques points connus, et les alternatives impliquent généralement d’utiliser davantage de matériel ou d’envoyer les données de la caméra quelque part pour être interprétées. Rien ici n’est expédié et le MIT n’y attache aucune société, produit ou date.
Les fibres font un millimètre d’épaisseur pour l’instant
Le chiffre de précision provient d’un test en laboratoire plutôt que d’une personne. L’équipe a posé la feuille sur des moules imprimés en 3D et a mesuré la distance entre la surface réelle et la surface reconstruite, ce qui a donné le nombre de 0,4 centimètre. Dans d’autres essais, ils ont plié la feuille en diagonale, puis dans l’autre sens, et le MIT affirme que la copie virtuelle a suivi presque en temps réel.
Les fibres mesurent actuellement 1 millimètre de diamètre. Le MIT affirme que d’autres processus de fabrication pourraient les réduire à des dizaines de micromètres, soit plus fins qu’un cheveu, ce qui est l’étape dont l’équipe a besoin avant de pouvoir en intégrer un plus grand nombre dans quelque chose de portable. « Nous espérons créer des outils qui augmenteront ce qu’un physiothérapeute peut faire et les aideront à suivre et quantifier les progrès de leurs patients au fil du temps », explique Kaitlyn Becker, professeure adjointe de génie mécanique, qui a rédigé l’article avec Yu et l’étudiante diplômée Nina Cao.
L’ouvrage est publié dans Systèmes intelligents avancés comme « Vers une détection de forme entièrement douce et multifonctionnelle via des réseaux de guides d’ondes optiques », et le MIT affirme qu’il a été pris en charge en partie par MathWorks. Pour l’instant, la feuille est un prototype de laboratoire câblé à une carte externe, et le chiffre à retenir est celui donné par Yu : moins de 0,4 centimètre, contre un moule.