Des peaux électroniques magnétiques marquent le début d’une nouvelle ère dans l’ingénierie des capteurs

Jusqu’à présent, pour manipuler des objets virtuels, vous aviez besoin d’un équipement qui reposait sur la détection optique des parties mobiles du corps. Toutefois, cet équipement comprenait généralement des caméras, dont la résolution ne suffit pas pour reconstruire les mouvements subtils du corps, ni les lunettes et les gants de protection, qui sont encombrants et contraignants. En tenant compte de ces problèmes, les chercheurs financés par l’UE ont entrepris d’élaborer des capteurs polyvalents qui interagissent avec les champs magnétiques.

Lors des premières phases du projet, les chercheurs savaient que pour parvenir à une manipulation sans contact d’objets virtuels, il leur fallait associer deux fonctions essentielles dans un seul gadget. Il s’agissait de la capacité à détecter les objets environnants et la direction dans l’espace. Pourtant, bien que le dispositif électronique portable initial de l’équipe ait parfaitement rempli la première fonction en utilisant des capteurs de champ magnétique, il a échoué à analyser les directions spatiales.

Aujourd’hui, les chercheurs SMART ont surmonté cet obstacle et ont mis au point les premières peaux électroniques ultraminces capables de suivre les mouvements du corps.

Pour la première fois, un dispositif de peau électronique suit les mouvements du corps

La peau électronique s’assimile essentiellement à un capteur de champ magnétique bidimensionnel fixé à des films ultraminces de polyimide. D’une épaisseur de seulement 3,5 micromètres, ce dispositif extensible, souple et imprimable peut facilement s’appliquer sur n’importe quelle partie de votre main et passe pratiquement inaperçu pour le porteur. Il peut également être intégré à des matériaux souples et modelables, comme les textiles pour dispositifs portables. En outre, il peut supporter une température maximale de 344 °C, son point de rupture. Ces caractéristiques sont particulièrement remarquables comparées à celles des polymères commerciaux comme le Mylar, le PET et le PEEK, qui sont plus épais et se rompent tous avant d’atteindre la moitié de cette température.

La dernière réalisation du projet SMART a été présentée dans un récent communiqué publié dans la revue «Science Advances». Les chercheurs décrivent comment, en interagissant avec un champ magnétique, leur dispositif peut déplacer, sans les toucher, des objets virtuels qui ne sont pas dans leur ligne visuelle directe.

Ils ont démontré ce concept en plaçant le capteur 2D sur un serre-poignet élastique pour créer un clavier virtuel. Un aimant permanent fixé au bout du doigt d’une personne a fourni la puissance magnétique. Lorsque le bout du doigt s’approchait du serre-poignet en respectant un certain angle encodé (par exemple 90 °), le capteur convertissait la position de l’aimant en un caractère prédéfini (par exemple le chiffre quatre).

Les chercheurs ont également montré comment l’intensité d’une ampoule virtuelle peut être atténuée grâce à une manipulation sans contact, qui s’appuie uniquement sur l’interaction avec les champs magnétiques. Ici, la peau électronique a été appliquée sur la paume de la main. Le porteur commandait la lumière en bougeant la main à proximité d’un aimant permanent agissant comme un bouton virtuel. Des angles situés entre 0 ° et 180 ° ont été encodés pour correspondre aux mouvements typiques d’une main qui actionne un véritable bouton. Faire tourner la main au-dessus du bouton virtuel de quelques degrés vers la gauche ou la droite atténuait ou augmentait respectivement l’intensité de l’ampoule virtuelle.

Selon les membres de l’équipe, cette technologie ouvrira la voie à de nombreuses applications non seulement dans le domaine des sports et des jeux, mais aussi dans celui de la médecine régénérative et de l’industrie de la sécurité. À l’avenir, d’autres développements devraient également être apportés aux capteurs souples pour rendre possible l’interaction de la peau électronique avec le champ magnétique de la Terre.

Le projet SMART (Shapeable Magnetoelectronics in Research and Technology), qui a pris fin l’année dernière, entendait donner à l’UE un avantage dans le développement d’une catégorie unique de dispositifs dotés d’une importante fonctionnalité. Rapides et souples, ces matériaux ont également été conçus pour réagir et répondre à un champ magnétique.

Pour plus d’informations, veuillez consulter:
site web de SMaRT
article publié dans la revue «Science Advances»