Un axe majeur de nos activités de recherche concerne le domaine des communications haptiques. Une véritable immersion dans un environnement distant nécessite la capacité d’interagir physiquement avec des objets distants et d’entrer littéralement en contact avec d’autres personnes. Toucher et manipuler des objets à distance devient possible si nous augmentons les communications audio-visuelles traditionnelles par la modalité haptique. Les communications haptiques sont un domaine de recherche relativement jeune qui a le potentiel de révolutionner l’interaction homme-homme et homme-machine.
Les projets/activités récents dans ce domaine abordent par exemple :
Codecs haptiques
Les principaux objectifs sont de développer des approches de communication haptique efficaces sur les réseaux de communication tranditionnels et émergents, tels que l’Internet tactile et les réseaux 5G. À cette fin, nous étudions les caractéristiques du réseau, le modèle psychophysique de la perception haptique humaine, et le codage perceptif des signaux haptiques. Une innovation majeure se produit à l’intersection de ces domaines traditionnellement indépendants.
Téléopération
En tant qu’application typique des communications haptiques, la téléopération bilatérale avec rétroactions haptiques est notre principal sujet d’étude. L’objectif est de développer des approches de communication haptique (information kinesthésique) efficaces pour la téléopération temporisée, tout en garantissant la stabilité du système de téléopération. Une expertise majeure de notre groupe est d’optimiser conjointement les codecs haptiques, les schémas de contrôle et les ressources réseau pour obtenir la meilleure qualité de téléopération possible.
Planification de la préhension d’objets déformables basée sur des données de nuages de points et des capteurs tactiles
Les robots intelligents devraient être capables de fonctionner dans des environnements non structurés avec divers objets. La manipulation d’objets déformables est particulièrement difficile, car le contact change pendant la saisie. Il est également important de ne pas endommager l’objet et d’éviter les effets indésirables tels que le déversement du contenu d’un récipient ouvert causé par la déformation. Ce projet se concentre sur la planification de la préhension et la manipulation d’objets déformables. La posture optimale de préhension est d’abord déterminée pour des objets connus sur la base des analyses de déformation et de contact. Les objets inconnus sont ensuite reconnus sur la base des données du nuage de points et des capteurs tactiles, de sorte qu’ils puissent être saisis avec les postures optimales, suivies de la détection du glissement et des adaptations de la saisie. Les algorithmes peuvent être appliqués dans un environnement domestique ou dans un scénario de téléopération. Dans ce dernier cas, l’opérateur spécifie l’objet à manipuler et le téléopérateur doit être capable de le saisir de manière autonome, en raison de la difficulté de l’opération due au délai du réseau. L’objet peut être manipulé en toute sécurité par l’opérateur par la suite.
Classification de surface et paramétrage des matériaux
Les informations visuelles et auditives sont prédominantes dans les systèmes multimédia modernes. L’acquisition, le stockage, la transmission et l’affichage de ces modalités ont atteint un niveau de qualité que l’on qualifie généralement de haute définition (HD) et au-delà. Une technologie HD similaire est également disponible pour l’audio. Les solutions techniques concernant le sens du toucher (également appelé haptique), en revanche, n’ont pas encore atteint le même niveau de sophistication. Dans le contexte de l’interaction haptique, les interactions kinesthésiques et tactiles sont généralement considérées séparément, car des mécanismes perceptifs différents sont impliqués. Alors que la modalité kinesthésique a été largement étudiée dans le contexte des systèmes de téléopération, l’analyse, le traitement et la reproduction des impressions tactiles ont reçu relativement peu d’attention jusqu’à présent. Cela est surprenant étant donné que nous, les humains, dépendons fortement de la modalité tactile pour interagir avec notre environnement. Dans une application de réalité virtuelle, par exemple, l’intention typique de l’utilisateur est d’interagir physiquement avec les objets de la scène virtuelle et d’expérimenter leurs propriétés matérielles et de surface. De nombreux défis doivent être relevés avant que les solutions tactiles atteignent le même niveau de sophistication que les solutions vidéo ou audio HD correspondantes. Cependant, avec les progrès récents de la réalité virtuelle (VR), de la réalité augmentée (AR) et de la téléprésence, le sujet gagne rapidement en pertinence et devient une technologie habilitante pour de nouveaux domaines d’application, comme le commerce électronique avec retour tactile (T-Commerce) ou les systèmes VR augmentés par le toucher (T-VR).
Un prérequis important de cet objectif fait l’objet de recherches. À l’instar d’un appareil photo permettant de capturer des images dans diverses conditions d’observation, le Texplorer est conceptuellement conçu pour obtenir les propriétés haptiques des objets. Les caractéristiques décrivant les principales dimensions perceptibles sont définies pour former une représentation vectorielle des caractéristiques d’un objet. Au-delà de la classification des matériaux, d’autres données sensorielles peuvent être utilisées pour représenter les matériaux dans un environnement virtuel qui permet potentiellement l’utilisation future pour l’affichage des matériaux dans les centres commerciaux virtuels ou les magasins en ligne.
Nous voyons deux applications futures majeures pour le résultat de notre recherche menée. Premièrement, nous identifions le besoin d’un système à faible coût capable d’identifier les matériaux, similaire à un système de recherche d’images basé sur le contenu pour les visuels ou un moteur de recherche audio pour l’identification du contenu audio. Deuxièmement, les données enregistrées et les caractéristiques calculées peuvent former un modèle des propriétés de la surface de l’objet. Ceci est particulièrement intéressant dans les environnements virtuels à venir qui fourniront une expérience tactile à côté du contenu visible et audible également.
Vous pouvez trouver la base de données de textures haptiques du LMT ici.