En quoi consiste l’haptique?
Définition
Selon le Oxford Dictionary & Lexico, l’haptique « se rapporte au sens du toucher, en particulier à la perception et à la manipulation d’objets à l’aide des sens du toucher et de la proprioception ». Ils définissent aussi l’haptique comme « l’utilisation de technologies qui stimulent le sens du toucher et du mouvement, notamment pour reproduire, dans une téléopération ou une simulation informatique, les sensations qui seraient ressenties par un utilisateur interagissant directement avec des objets physiques ».
Le mot lui-même provient du mot grec haptesthai, qui signifie toucher.
Qu’est-ce que tout cela signifie?
En termes simples, cela signifie que l’haptique est la science de la transmission et de la compréhension des renseignements par le toucher. Le mécanisme qui stimule le toucher et qui est à l’origine de la transmission de renseignements est appelé technologie haptique, alors qu’on appelle retour haptique les renseignements transmis.
Le fonctionnement du toucher et ce que cela signifie pour l’haptique
La peau est un organe complexe qui contient un nombre considérable de terminaisons nerveuses et de récepteurs du toucher qui, ensemble, forment ce qu’on appelle le système système somatosensoriel.
C’est le système somatosensoriel qui informe le cerveau de toutes les sensations que nous ressentons. Lorsque quelque chose est trop chaud ou trop froid, nous cause de la douleur ou nous chatouille, c’est ce système qui transmet le message à votre cerveau.
Il le fait au moyen de nos récepteurs tactiles. Vos récepteurs tactiles transmettent un message au neurone le plus proche, qui transmet ensuite le message au neurone le plus proche suivant, et ainsi de suite, jusqu’à ce que le message atteigne le cerveau. Le cerveau indique ensuite au corps comment réagir à la sensation, et tout cela se fait en une fraction de seconde. C’est pourquoi nous retirons nos mains immédiatement après avoir touché accidentellement une cuisinière chaude, par exemple.
De la même manière que le graphisme et l’audio ciblent la vue et l’ouïe d’une personne pour transmettre des renseignements, l’haptique cible le système somatosensoriel d’une personne pour donner un contexte et communiquer des renseignements précis.
Un exemple courant du système somatosensoriel communiquant avec la majeure partie de la population adulte actuelle au moyen de l’haptique serait lorsque vous maintenez une application sur votre iPhone et que votre doigt ressent une traction. Cette traction représente le fait des moteurs haptiques de l’iPhone (la technologie haptique) qui communiquent à votre cerveau au moyen du toucher (retour haptique) que vous pouvez maintenant déplacer l’application dans votre écran d’accueil, la supprimer ou l’ajouter à une catégorie d’applications.
L’objet de la technologie haptique
Si la technologie haptique vise principalement à communiquer quelque chose à l’utilisateur, il existe de nombreuses raisons différentes de vouloir communiquer en premier lieu. La technologie haptique peut être utilisée pour enseigner quelque chose, pour former quelqu’un, pour construire quelque chose ou simplement pour divertir l’utilisateur.
Malgré les nombreuses façons et raisons pour lesquelles la technologie haptique peut servir à communiquer, il y a une chose qu’elles ont toutes en commun : elles permettent à des objets inanimés de recréer la sensation d’utiliser des objets réels et permettent ensuite à ces objets inanimés de vous toucher en retour.
La manière dont la technologie haptique est utilisée dépend de ce que vous essayez de communiquer, mais l’haptique vise principalement à agir comme une forme de communication tactile entre un objet inanimé et un être humain.
Les débuts de la technologie haptique
Bien qu’il soit difficile de retracer les origines de la technologie haptique, l’une de ses premières applications a été l’aviation. Les commandes d’un avion vibreraient en même temps que les turbulences afin que les pilotes puissent mieux comprendre ce qui se passe à l’extérieur de l’avion! Le retour haptique permettrait également d’alerter les pilotes si l’avion est sur le point de décrocher, ce qui augmente la sécurité du vol.
Après cette première utilisation de l’haptique, un brevet pour un téléphone tactile a été accordé en 1973 alors que l’utilisation de l’haptique continuait à se développer. Aujourd’hui, la technologie haptique est présente dans les téléphones intelligents, les ordinateurs portables, les gilets, les chaises, les robots, les simulateurs, etc.
Le fonctionnement de la technologie haptique
Maintenant que vous avez compris les principes de base de l’haptique et de la technologie haptique, vous vous demandez peut-être « comment cela fonctionne-t-il exactement? »
En bref, la technologie haptique crée un retour haptique par l’application d’une force, de vibrations et de mouvements. Ce sont ces sensations qui ciblent le sens du toucher de l’utilisateur lorsqu’il interagit avec un objet qui comprend une technologie haptique.
Il existe plusieurs façons de créer mécaniquement ces forces, vibrations et mouvements.
La première (et la plus courante) consiste à utiliser un actionneur à masselotte rotative excentrique (également appelé ERM). Lorsque l’ERM tourne rapidement, la force du poids devient instable, ce qui fait bouger le moteur. Le moteur en mouvement est ce qui crée le retour haptique!
Les ERM ont été suivis par les actionneurs résonnants linéaires (ARL), qui consistent en un aimant attaché à un ressort, entouré d’une bobine et protégé par une couche extérieure. La bobine électromagnétique est alimentée en énergie de sorte que la masse magnétique fait un mouvement de va-et-vient à l’intérieur de celle-ci, ce qui crée la sensation de retour. La Nintendo Switch utilise un ARL, par exemple, pour offrir aux joueurs une expérience plus immersive.
La plupart des types de technologies haptiques mettent à profit des ERM ou des ARL pour fournir un retour haptique, mais de nouveaux types de technologies continuent d’apparaître et d’évoluer pour être plus accessibles et plus réalistes. Ce qu’il faut retenir, cependant, c’est qu’en général, le retour haptique est provoqué par un dispositif qui applique une force, une pression ou une résistance en utilisant des actionneurs pour créer les sensations souhaitées.
L’haptique et les vibrations
La prochaine question que vous vous posez peut-être est « quelle est la différence exacte entre le retour haptique et les vibrations »?
Si le retour haptique et les vibrations sont très similaires, la différence réside dans la complexité du modèle et de l’intention de vibration.
Le fait que l’objectif principal lié au retour haptique soit de communiquer le distingue des vibrations, qui se présentent généralement sous une seule forme d’onde avec une intensité similaire et continue pendant toute leur durée. L’haptique, quant à elle, se sert d’un éventail de formes d’ondes avancées pour transmettre des renseignements à l’utilisateur.
Essentiellement, si une sensation ne transmet pas de renseignements précis, il s’agit simplement d’une vibration. La distinction est faite lorsque la vibration vous avertit de quelque chose; si vous jouez à un jeu vidéo et qu’une vibration sur le côté gauche de votre manette vous avertit qu’une bombe explose à votre gauche, alors la vibration communique, ce qui en fait une forme de retour haptique.
L’haptique et le tactile
Tout comme les vibrations, l’haptique et le tactile vont de pair. Le terme « tactile » désigne simplement tout ce qui se rapporte au toucher. Il s’avère donc impossible d’avoir un retour haptique sans qu’une forme de retour tactile se produise au préalable!
En substance, le retour haptique se produit lorsque le retour tactile (p. ex., la texture d’un haltère contre le bout de vos doigts) se combine avec le retour kinesthésique (les sensations de notre propre effort musculaire, p. ex., la sensation de vos muscles qui se contractent quand vous soulevez l’haltère) pour créer un retour haptique communicatif. Bien qu’il soit toujours possible d’avoir un retour haptique sans les deux éléments, l’haptique est plus efficace lorsque les deux sont présents.
Le retour tactile peut être considéré comme une forme légère d’haptique, mais en soi, il ne fournit pas beaucoup de force puisqu’il se limite au niveau de la peau.
Quels usages fait-on de la technologie haptique aujourd’hui?
Tout simplement, elle est utilisée partout!
Comme la plupart des évolutions technologiques, le retour haptique a évolué si profondément et si rapidement qu’il a été intégré dans notre vie quotidienne sans que la plupart des gens sachent même ce que signifie le mot « haptique ».
Les exemples les plus courants de technologie haptique avec lesquels le commun des mortels est en contact au quotidien sont l’haptique sur le iPhone d’Apple et d’autres téléphones intelligents, le retour haptique que vous donne le volant de votre voiture (lorsque vous déviez de votre voie, par exemple) ainsi que l’écran tactile de votre voiture (qui donne un petit « clic » à votre doigt lorsque vous appuyez sur un bouton). L’exemple le plus courant est le retour haptique dans les consoles de jeu, qui crée le fameux grondement dans les manettes que vous ressentez dans différents scénarios de jeu.
Toutefois, la technologie haptique ne se limite pas à de petites applications comme celles-là. Comme il n’y a pas de limite à ce à quoi l’haptique peut être intégrée, la croissance de la technologie haptique ne fera que s’étendre à de nouveaux domaines dans les années à venir.
Si ces innovations haptiques font l’objet d’un travail quotidien, l’haptique est actuellement plus présente dans certains domaines que dans d’autres.
Les applications haptiques les plus courantes
Les jeux vidéo
Comme nous l’avons mentionné précédemment, de nombreuses personnes connaissent le retour haptique grâce aux jeux vidéo, qui présentent presque tous une forme de technologie haptique depuis le début des années 2000. En fait, la première utilisation de l’haptique dans les jeux vidéo remonte aux années 1970! On attribue au jeu Moto-Cross de Sega le titre de premier jeu haptique, car il permettait aux joueurs de sentir le grondement lorsque leurs motos s’écrasaient.
Le retour haptique est devenu si populaire dans l’industrie à partir de ce moment-là que le marché l’a exigé et en a fait un élément indispensable de toute nouvelle console de jeu, ce qui explique pourquoi il reste aussi répandu qu’aujourd’hui.
L’ajout d’un retour haptique réaliste à une console ou à un jeu permet à une entreprise de se démarquer des autres, c’est pourquoi les développeurs tentent toujours de repousser les limites de ce qu’ils peuvent faire avec l’haptique vidéoludique.
Aujourd’hui, des manettes comme le Steam Controller et la PlayStation DualSense changent la façon de jouer aux jeux grâce à un retour haptique ultra réaliste qui vous permet de sentir un sort s’accumuler dans une baguette ou de sentir que votre personnage court sur de l’herbe ou du béton, par exemple, au lieu de tout simplement sentir le traditionnel grondement. Ces éléments haptiques permettent de plonger davantage les joueurs dans le jeu et de créer une toute nouvelle expérience de jeu!
L’haptique dans les jeux évolue aussi de façon nouvelle, avec des accessoires tels que les casques de jeu haptiques qui font lentement leur apparition sur le marché.
Ordinateurs personnels et appareils mobiles
Comme cela a déjà été démontré avec le iPhone, la technologie haptique est intégrée d’une manière ou d’une autre dans presque tous les téléphones intelligents offerts sur le marché aujourd’hui. Si vous pensiez que la petite taille de ces appareils électroniques serait un obstacle à l’haptique, vous vous trompiez! Si cela a pu être le cas dans le passé, aujourd’hui, même les petits appareils tels que les moniteurs d’activité physique et les montres intelligentes commencent à être dotés d’un retour haptique pour communiquer avec les utilisateurs uniquement par leur poignet.
Le retour haptique est également intégré à des appareils électroniques personnels plus gros, comme les ordinateurs. Les MacBook et MacBook Pro d’Apple sont équipés d’un pavé-pression qui met à profit la technologie haptique pour transmettre les clics et les opérations à l’utilisateur. Cette technologie permet entre autres aux utilisateurs de faire apparaître instantanément certaines applications et d’être informés par un retour tactile lorsque la tâche souhaitée est terminée.
Les téléopérateurs et la robotique
D’un point de vue plus général, la technologie haptique est souvent intégrée dans les téléopérateurs et la robotique.
La technologie haptique est incroyablement utile pour les téléopérateurs, car elle permet aux outils robotiques télécommandés de donner aux opérateurs un retour d’information essentiel sur les forces auxquelles les robots doivent faire face en temps réel, ce qui permet aux opérateurs d’effectuer leurs tâches avec une précision et une exactitude extrêmes.
L’utilisation du retour haptique dans les téléopérations remonte aux années 1950, lorsque des bras robotisés ont été développés pour manipuler des substances toxiques à distance.
En raison de la précision de ce type de technologie, la robotique est sans doute l’une des utilisations les plus importantes du retour haptique, car elle peut servir pour rendre des domaines tels que la médecine et l’aviation plus efficaces.
La médecine et la dentisterie
Dans les domaines médical et dentaire, le retour haptique a favorisé le développement de la chirurgie par téléprésence, ce qui permet aux meilleurs chirurgiens du monde entier d’opérer leurs patients à distance. La technologie robotique haptique communiquera un retour tactile et de résistance identique à celui que les médecins ressentiraient s’ils travaillaient réellement sur le patient, ouvrant ainsi la voie à des procédures de sauvetage réalisées à l’étranger.
Le retour haptique est également utilisé en médecine et en dentisterie aux fins de formation et pour aider les étudiants en médecine à se préparer à des procédures peu invasives telles que les laparoscopies, les endoscopies et autres.
L’aviation et l’espace
La technologie haptique ne fait pas seulement des vagues sur Terre : son évolution permet aux humains d’utiliser le retour haptique dans l’espace. Que la technologie soit sur Terre avec les astronautes en orbite ou vice versa, la technologie haptique nous permettra de mieux comprendre les forces exercées dans l’espace grâce à des robots haptiques ou des exosquelettes.
Une telle technologie permettrait à la NASA et à l’Agence spatiale européenne, entre autres, qui ont collaboré au projet METERON (réseau d’exploitation robotique polyvalent de bout en bout), de permettre à terme aux robots de construire des infrastructures sur des planètes étrangères avec des humains qui les contrôlent depuis la Terre.
Bien qu’il s’agisse d’un objectif ambitieux, les agences spatiales possèdent déjà une technologie haptique extrêmement complexe qui les aidera dans l’exploration spatiale et leur permettra de construire des infrastructures sur d’autres planètes.
En ce qui concerne l’aviation, le retour haptique permet aux pilotes, grâce à de l’équipement de pilotage, d’être instantanément conscients de tout problème et réduit le risque que les pilotes entrent dans des conditions de vol dangereuses. Si tout se passe bien pendant le vol et qu’il n’y a pas de danger imminent, le retour haptique dans l’aviation permet au pilote d’être plus conscient de la situation de l’avion qu’il pilote.
Les simulateurs
Les simulateurs professionnels gagnent beaucoup en popularité lorsqu’ils intègrent un retour haptique, car celui-ci permet aux utilisateurs de ressentir des sensations réalistes qu’ils ne pourraient éprouver que s’ils vivaient réellement cette situation spécifique.
L’un des simulateurs haptiques les plus courants est le simulateur de vol, dans lequel les pilotes peuvent s’entraîner sous la pluie ou le soleil, avec un moteur en bon état ou endommagé, afin de se préparer au mieux à toutes les situations possibles qui peuvent survenir en vol.
Après que les futurs pilotes auront passé suffisamment de temps dans les simulateurs, le retour haptique aura créé une mémoire musculaire pour certaines situations chez eux, mémoire qui se réactive lorsque la situation réelle se présente.
Le divertissement (réalité virtuelle et jeux vidéo)
Le retour haptique n’est pas seulement utile à des fins scientifiques et technologiques, mais aussi pour le divertissement! Des secteurs tels que la réalité virtuelle et les parcs d’attractions ont connu une demande récente de retour haptique dans leurs attractions, car les gens continuent à chercher de nouvelles façons de se divertir dans leur vie courante.
L’objectif du retour haptique dans le domaine du divertissement est d’accroître le sentiment de présence de l’utilisateur et de rendre les expériences aussi réalistes que possible, ce qui se fait généralement en lui faisant ressentir réellement ce qu’il voit et entend pour transformer son expérience audiovisuelle en une expérience extra-corporelle.
Il existe également des technologies haptiques de ce type que les consommateurs peuvent acheter pour se divertir chez eux. Le gilet Woojer, par exemple, peut être acheté en ligne et diffuse de basses fréquences dans tout le corps pour améliorer plusieurs types de divertissement à domicile.
La technologie et la science haptiques
Pas seulement subjectif
Si la plupart des personnes qui essaient un appareil de technologie haptique et qui reçoivent un retour d’information haptique vous disent que cette expérience ne ressemble à rien de ce qu’elles ont connu auparavant, les avantages de la technologie haptique ne sont pas purement subjectifs.
Il peut sembler évident pour les utilisateurs que le retour haptique qu’ils ressentent accroît leur sentiment de plaisir et de précision, mais de nombreuses études scientifiques confirment également cette conviction. Ces études ont mis en évidence les effets du retour haptique sur le corps humain et ont évalué son efficacité dans de multiples situations.
Les effets sur le cerveau, le plaisir et le rappel de la mémoire
Une étude publiée par le Journal of Neuroscience a cherché à examiner l’effet de la technologie haptique sur le placement et la mémorisation des produits. Les résultats de l’expérience ont montré que les expériences vibro-cinétiques de haute fidélité produisent une amplitude plus élevée dans la composante P3 du cerveau que chez les personnes n’ayant pas vécu d’expérience haptique, ce qui suggère que la technologie haptique a un effet implicite sur la mémorisation de l’utilisateur.
Une autre étude publiée dans le Journal of Neural Engineering a traité des mécanismes sous-jacents qui augmentent le plaisir du spectateur lorsque le retour haptique est utilisé en combinaison avec des expériences de divertissement audiovisuel. Cette étude a révélé que les parties du cerveau utilisées principalement pour les émotions étaient activées lorsque la personne recevait un retour haptique, ce qui explique pourquoi la technologie haptique a la capacité de déclencher des émotions et donc un plus grand sentiment général de plaisir.
Les retombées sur le transfert de formation
Le Centre interuniversitaire de recherche sur les réseaux d’entreprise, la logistique et le transport a réalisé uneétude qui visait à valider l’efficacité de la formation dans un simulateur de conduite lorsqu’il s’agit de transférer la formation à la conduite sur route.
Pour ce faire, ils ont demandé à certains élèves conducteurs de s’entraîner dans un simulateur pendant que d’autres ne suivaient qu’un protocole d’entraînement normal.
L’étude a révélé que les compétences les plus essentielles en matière de sécurité routière ont été transférées avec succès aux élèves qui ont utilisé le simulateur, et ce, dans une plus grande mesure que ceux qui se sont exclusivement entraînés sur la route.
Les taux de réussite à l’examen de conduite proprement dit étaient également plus élevés pour le groupe qui s’était entraîné sur le simulateur, et il a été constaté que le groupe d’étudiants ayant utilisé le simulateur avait moins d’infractions au code de la route deux ans après l’obtention de leur permis. C’est dire que le retour haptique dans le simulateur a fait d’eux des conducteurs plus sûrs.
Comment D-BOX utilise-t-elle le retour haptique?
Salles de cinéma
D-BOX est réputée pour l’expérience cinématographique haptique de qualité supérieure qu’elle offre aux cinéphiles du monde entier.
Cette expérience est offerte aux cinéphiles grâce à des actionneurs qui leur permettent de ressentir des vibrations, des mouvements et des textures par leur siège de cinéma. Cependant, il ne s’agit pas d’une automatisation – D-BOX emploie des concepteurs haptiques dont le seul travail consiste à regarder les films, à encoder le contenu avec des pistes haptiques qui rendront le mouvement parfaitement synchronisé avec l’action sur le grand écran, puis à peaufiner l’expérience pour augmenter véritablement le niveau d’immersion que les cinéphiles ressentent dans un siège D-BOX.
Ces concepteurs haptiques encodent constamment de nouveaux grands films, afin que les cinéphiles puissent être continuellement immergés dans l'expérience D-BOX - s'assurant ainsi qu'elle va au-delà d'une simple "expérience unique" et qu'elle est accessible aux cinéphiles de tous âges, de tous types et de tous genres.
Simulateurs de course
Avec le seul système haptique reconnu par la FIA sur le marché, D-BOX se distingue du reste de ses concurrents grâce à ses actionneurs qui offrent l’expérience de course la plus réaliste pour tous, des amateurs de sport aux pilotes professionnels qui cherchent à peaufiner leurs programmes d’entraînement.
Ce retour haptique extrêmement précis permet aux pilotes professionnels de se préparer à certains circuits avant le jour de la course. Le système de mouvement étant capable de communiquer les moindres détails, y compris la résistance et les changements de texture sous les pneus, l’haptique D-BOX peut aider les pilotes à gagner des secondes sur leur temps grâce à la physique.
Attractions et réalité virtuelle
D-BOX aide ses partenaires à créer des manèges interactifs, des expositions et des événements spéciaux qui rendent l’expérience globale de l’attraction plus mémorable pour tous grâce à sa technologie haptique brevetée.
Si un client construit des montagnes russes virtuelles, D-BOX intègre ses actionneurs à la plateforme de l’attraction afin de recréer avec précision les sensations tactiles et kinesthésiques qui donnent à l’utilisateur l’impression d’être dans un véritable parc d’attractions, sur sa montagne russe préférée.
La technologie de retour haptique de D-BOX peut également être personnalisée et intégrée à des applications de réalité virtuelle afin de faire réellement oublier aux utilisateurs qu’ils ne se trouvent pas dans le monde qui leur est présenté, le mouvement étant parfaitement synchronisé avec les événements du monde virtuel.
La formation professionnelle et la simulation
Comme le montre l’étude du Centre interuniversitaire de recherche, la technologie haptique est un outil efficace pour le transfert de formation.
D-BOX travaille avec ses partenaires afin d’analyser leurs objectifs de formation, puis d’intégrer ses dispositifs haptiques dans les simulateurs de manière à aider les entreprises à atteindre leurs objectifs de formation et à rendre la formation plus sécuritaire pour toutes les personnes concernées.
Le retour haptique communiqué par les actionneurs de D-BOX stimule la mémoire musculaire, et il est scientifiquement prouvé qu’il prévient le mal des transports, ce qui se traduit par un programme de formation optimisé et des pratiques globalement plus sécuritaires.
L’avenir de l’haptique
Bien que la plupart des gens ignorent aujourd’hui ce qu’est la technologie haptique, elle a imprégné la vie quotidienne de la majeure partie de la société et continuera de se développer rapidement. Grâce à des applications dans la médecine, l’aviation, le divertissement et plus encore, il n’y a aucune limite à ce que la technologie haptique nous permettra de faire à l’avenir!
Si vous souhaitez en savoir plus sur la technologie haptique et pensez qu’elle peut améliorer vos expériences de divertissement, n’hésitez pas à communiquer avec nous.
