L'affichage 3D pourrait apporter du contact dans le monde numérique

Andrew Corselli

Imaginez un iPad avec une surface qui peut se transformer et se déformer, vous permettant de dessiner des motifs 3D, de créer des poèmes haïku qui sortent de l'écran et même de tenir la main de votre partenaire depuis un océan.

Telle est la vision d’une équipe de chercheurs de l’Université du Colorado à Boulder. Dans une nouvelle étude – financée par la National Science Foundation et publiée dans Nature Communications – le groupe a créé un écran changeant de forme unique qui tient sur une table à cartes. L’appareil est constitué d’une grille de 10 x 10 de « muscles » robotiques souples qui peuvent détecter la pression extérieure et apparaître pour créer des motifs. Il est suffisamment précis pour générer du texte défilant et suffisamment rapide pour secouer un bécher de chimie rempli de liquide.

"Au fur et à mesure que la technologie progressait, nous avons commencé par envoyer du texte sur de longues distances, puis de l'audio et maintenant de la vidéo", a déclaré le co-auteur principal Brian Johnson. "Mais il nous manque encore du contact."

Le projet trouve son origine dans la recherche d'un autre type de technologie : les organes synthétiques. En 2017, des chercheurs dirigés par le professeur Mark Rentschler ont développé ce qu'ils appellent sTISSUE : des organes spongieux qui se comportent et se sentent comme de véritables parties du corps humain, mais sont entièrement fabriqués à partir de matériaux de type silicone.

Cependant, en développant cette technologie, l’équipe a eu l’idée d’un écran de table. La recherche fait partie du programme de science et d’ingénierie des matériaux.

D'autres équipes de recherche ont développé des tablettes intelligentes similaires, mais l'écran CU Boulder est plus doux, prend beaucoup moins de place et est beaucoup plus rapide. Chacun de ses muscles robotiques peut s'activer jusqu'à 50 fois par seconde.

Voici une interview exclusive Tech Briefs – éditée pour plus de longueur et de clarté – avec Rentschler.

Fiches techniques: Je suis sûr qu'il y en avait trop pour les compter, mais quel a été le plus grand défi technique auquel vous avez été confronté lors du développement de cette technologie ?

Rentschler : Quelques-uns des principaux défis étaient vraiment l'intégration de tout dans un facteur de forme qui était vraiment capable de nous aider à démontrer les capacités de cette approche. Je dirais que 1A, et 1B consisterait simplement à développer de nouvelles capacités de détection et à les intégrer dans le système.

Fiches techniques: Pourriez-vous expliquer en termes très simples comment cela fonctionne ?

Rentschler : Oui absolument. Donc, à la base, nous avons un système qui a à peu près la taille d’un jeu de société – quelques pieds sur quelques pieds de large, et il ne mesure qu’environ deux à trois pouces de hauteur. Et c'est en réalité un tableau de pixels, donc 10 pixels sur 10 pixels, mais nous avons configuré cela comme un système modulaire. Ainsi, chaque pixel a un certain nombre d'actionneurs en dessous qui sont empilés ensemble, ce qui permet au pixel de monter et de descendre. C'est une petite cellule, et cette petite cellule mesure environ deux pouces sur deux pouces de large, et cette cellule peut monter et descendre en fonction de ce qu'elle détecte et en fonction du système de contrôle que nous avons en dessous. Ainsi, à l’intérieur de cette cellule, nous avons des actionneurs qui montent et descendent, mais nous avons également des capteurs intégrés.

Nous avons des particules magnétiques sur la surface du dessus, nous pouvons donc mesurer la déformation soit verticale, soit étendue vers le haut, ou aussi si quelque chose appuie dessus, nous pouvons le sentir. C'est donc une cellule individuelle, puis nous en avons une rangée, donc un tableau 1x10 de ces cellules dans une rangée, et c'est ce que nous considérons comme un module. Et puis nous avons 10 de ces lignes empilées ensemble, ou 10 de ces modules ensemble dans l'affichage que nous avons dans le document.

Et puis nous avons une couche de silicone souple, c'est la couche noire qui s'étend sur l'ensemble. C'est une feuille très fine, mais elle lui permet d'être une surface continue. Nous pouvons ainsi manipuler un milieu continu, notamment des liquides à la surface, à l'aide de ces actionneurs plus discrets situés en dessous.

Fiches techniques : Vous avez déclaré que vous pourriez utiliser ces organes artificiels pour contribuer au développement de dispositifs médicaux et/ou d'outils robotiques chirurgicaux à un coût bien inférieur à celui de l'utilisation de vrais tissus animaux. Cependant, en développant cette technologie, l’équipe a eu l’idée d’un écran de table. Comment avez-vous choisi le présentoir de table ?