Des pixels aux taxels: un nouveau monde de possibilités pour les non-voyants

Au cœur du projet BLINDPAD (Personal Assistive Device for BLIND and visually impaired people), il y avait cette seule question: comment rendre un contenu graphique accessible par l''intermédiaire du toucher? Les technologies actuelles reposent essentiellement sur des interfaces utilisateur visuelles et des informations graphiques et le sens du toucher a été négligé. Il est donc urgent de mettre au point des technologies tactiles pour faciliter l''intégration des personnes malvoyantes dans la société moderne.

Comme l''explique le Dr Luca Brayda, chercheur au département des sciences robotiques, cérébrales et cognitives de l''Institut Italien de Technologie, le BlindPAD ambitionne d''être aux communications et aux informations numériques graphiques ce que le braille est au texte.

Quels sont les principaux problèmes posés par les technologies actuelles et la façon dont elles utilisent (ou non) le sens du toucher?

Les personnes non voyantes doivent utiliser le toucher pour accéder aux informations, ce que ne permettent pas les interfaces graphiques. Pour surmonter cette difficulté, il faut fabriquer une tablette tactile pour les non-voyants, ce qui pose des problèmes depuis des décennies. Il s''agit du concept de «substitution sensorielle»: tout comme avec des pixels, une image numérique peut être formée par une grille de petits picots tactiles (des «taxels») pouvant être programmés pour être «en haut» ou «en bas», formant ainsi une sorte de bas-relief pouvant être interprété à l''aide des mains.

Mais la réalisation d''une grille dense de taxels avec une force et un déplacement suffisants pour être facilement ressentis par un utilisateur, tout en étant rapide, compacte et peu gourmande en énergie, représente un défi technologique majeur. Du fait de la complexité de l''électronique de commande ou du manque de performances des actionneurs, aucune solution technologique n''a jusqu''à présent été suffisamment évolutive, performante et portable.

En quoi le BlindPAD représente-t-il une avancée dans ce domaine?

Le BlindPAD que nous avons fabriqué a été testé sur le terrain. C''est un système comportant une nouvelle tablette tactile, un logiciel transformant les images en représentations tactiles et un ensemble d''exercices, qui permettent aux personnes non voyantes et malvoyantes d''accéder aux informations numériques graphiques.

Nous avons plus particulièrement vérifié l''efficacité de ce système à l''âge du développement. Nos résultats contribuent à plusieurs domaines de recherche. Tout d''abord, à la recherche en ingénierie des matériaux, car nous avons montré qu''il est possible de construire des agencements de petits éléments capables de produire des forces élevées, mais avec des composants de petite taille. Ensuite, à la psychologie expérimentale et à la neuroscience cognitive, domaines dans lesquels les capacités potentielles des personnes présentant des déficits sensoriels sont encore débattues et dans une certaine mesure sous-estimées ou du moins inexploitées.

Mais cela ne s''arrête pas là. Le projet a fait progresser le domaine de l''interaction homme-machine: avant BlindPAD, la rétroaction tactile sur des écrans non plats avait suscité un certain intérêt, mais la recherche avait produit très peu de solutions allant au-delà des configurations expérimentales. De façon plus générale, le projet a fait progresser le domaine de la réadaptation assistée par ordinateur, pour lequel il n''existe aucune norme. L''accès aux informations numériques peut être une avancée pour développer des pratiques de réadaptation semi-autonomes.

Que pouvez-vous nous dire au sujet des composants de BlindPAD et de la façon dont il fonctionne?

Notre écran tactile est composé de 192 taxels électromagnétiques indépendants et mesure 12 cm par 15 cm. Chaque taxel peut changer d''état (haut/bas) de façon extrêmement rapide, ce qui permet d''afficher des motifs statiques et mobiles.

En combinaison, les taxels peuvent former des motifs arbitraires simples: graphiques, symboles, émoticônes, signes conventionnels. Les contenus visuels classiques peuvent donc être perçus aussi bien par la vision que par le toucher.

Quels sont les cas d''utilisation que vous avez cherché à évaluer avec vos jeux sérieux et pourquoi?

Nous avons examiné deux cas d''utilisation majeurs: l''apprentissage des mathématiques et l''apprentissage des espaces inconnus à partir de cartes. Nous avons montré qu''en utilisant le BlindPAD, les utilisateurs ont pu entraîner leur mémoire de travail visuo-spatiale, effectuer des opérations mentales complexes et maîtriser des concepts mathématiques. Le dispositif les a également aidés à imaginer des cartes de pièces inconnues, leur permettant de déterminer leur position dans un environnement réel.

Nous pensons que l''apprentissage des mathématiques est essentiel à l''âge du développement: une mauvaise maîtrise des matières scientifiques compromet des compétences telles que le raisonnement logique et la perception spatiale. La mobilité est un problème encore plus important, car les cartes tactiles disponibles dans les lieux publics sont rares, souvent trop complexes, onéreuses et parfois non accessibles. Il n''existe pas d''instrument utilisé pour afficher des cartes de façon dynamique et fonctionnant un tant soit peu comme Google Maps, ce qui met les personnes non voyantes en marge de la société moderne.

À cause de ce problème, presqu''aucune personne non voyante ne s''oriente vers les établissements secondaires à vocation scientifique. On sait néanmoins que les personnes non voyantes peuvent développer des compétences spatiales assez précises. Le problème n''est pas de savoir comment développer des connaissances sur l''espace, mais plutôt comment accéder aux informations dans ce domaine.

Les résultats ont-ils répondu à vos attentes initiales?

Oui. Nous nous attendions à ce que le BlindPAD améliore les connaissances sur l''espace, ce qu''ont confirmé nos expériences. Même si la résolution pourrait être améliorée, il est déjà possible de réaliser efficacement un grand nombre de tâches spatiales avec environ 200 taxels. Tel quel, le prototype peut être utilisé dans des contextes de réadaptation.

Que pouvez-vous nous dire de votre stratégie commerciale? Quand peut-on s''attendre à voir le BlindPAD arriver sur le marché?

Le système BlindPAD a été construit en trois ans, en partant de zéro: il comporte maintenant un dispositif matériel tactile, un logiciel fonctionnant sur la plupart des micro-ordinateurs et des tablettes, et une série d''exercices qui stimulent les capacités liées à la mémoire de travail spatiale, au traitement spatial, à la logique et au raisonnement mathématique.

Tel quel, le système peut être utilisé dans des centres de réadaptation, avec un impact potentiel considérable sur les pratiques dans ce domaine. Nos prototypes sont plutôt simples à reproduire, et la technologie peut donc être exploitée en la transférant à une start-up. Avec relativement peu d''efforts d''ingénierie, on peut donc en faire un produit. Un financement supplémentaire nous permettrait de mettre en moins de deux ans un produit sur le marché.

BLINDPAD
Financé au titre de FP7-ICT.
Site web du projet
Vidéo du projet
Page web CORDIS