Des écrans haptiques de l'UC Santa Barbara transforment la lumière en sensations tactiles

Des ingénieurs de l'Université de Californie à Santa Barbara (UCSB) ont dévoilé en décembre 2025 une technologie d'affichage révolutionnaire. Cette innovation convertit la lumière projetée directement en sensations physiques de toucher, marquant une rupture nette avec les mécanismes traditionnels de retour haptique basés sur la vibration. Fruit d'une collaboration interdisciplinaire, cette avancée permet aux utilisateurs non seulement de visualiser des graphiques dynamiques, mais également de les ressentir concrètement sur l'écran.

L'impulsion initiale de cette recherche fut donnée par le professeur Jon Phillips, qui, dès la fin septembre 2021, avait lancé le défi de matérialiser la lumière formant une image en une expérience tangible. Après une année d'efforts de modélisation et de tentatives infructueuses, un jalon fut atteint en décembre 2022. L'étudiant diplômé Max Linnander présenta alors un prototype fonctionnel. Celui-ci se composait d'un unique pixel actionné par des impulsions d'un laser à diode de faible puissance, sans nécessiter aucune électronique intégrée à la surface même.

Chaque pixel constitue une micro-chambre. Cette chambre renferme une couche de graphite, scellée sous une membrane de silicone souple. Lorsqu'un faisceau lumineux provenant d'un projecteur frappe le graphite, celui-ci absorbe l'énergie et chauffe rapidement. Cette élévation thermique provoque une expansion de l'air emprisonné dans la chambre. L'augmentation de pression force la membrane à se bomber vers l'extérieur, générant ainsi une protubérance physique que l'utilisateur peut percevoir au toucher.

L'équipe de RE Touch Lab, opérant au sein du California NanoSystems Institute de l'UCSB, souligne un avantage majeur de cette conception : la complexité est déplacée de la surface d'affichage vers le projecteur externe. Cette simplicité structurelle ouvre la voie à la création de surfaces haptiques véritablement flexibles et extensibles. C'est une approche pragmatique qui simplifie l'interface tactile elle-même.

Le prototype initial testé par les chercheurs comprenait une matrice de 1511 pixels adressables individuellement, couvrant une surface de 15 par 15 centimètres. La rapidité de réaction du système a été mesurée entre 2 et 100 millisecondes. Cette performance permet de générer des effets tactiles suffisamment rapides pour simuler des mouvements fluides. Les évaluations menées auprès des utilisateurs ont confirmé l'efficacité remarquable de la technologie : les volontaires ont atteint une précision supérieure à 90 % pour identifier la direction du mouvement et la rotation des objets, et ont su distinguer des motifs spatiaux et temporels complexes.

Cette avancée, dont les détails ont été publiés dans la revue Science Robotics, représente un saut qualitatif par rapport aux interfaces haptiques conventionnelles. Ces dernières exigent habituellement un câblage élaboré et des assemblages complexes de moteurs miniatures. L'équipe de l'UCSB, regroupant des experts des départements de génie mécanique, de génie électrique et informatique, ainsi que du programme d'art et de technologie des médias, a réussi à rendre la surface tactile passive sur le plan énergétique. De plus, le système est calibré avec soin pour prévenir toute élévation de température susceptible de causer un inconfort cutané chez l'utilisateur.

L'impact potentiel de cette découverte est vaste. On peut envisager son application dans les écrans tactiles automobiles, où elle pourrait recréer la sensation des commandes physiques. D'autres débouchés incluent des livres électroniques dotés d'illustrations palpables ou des murs architecturaux intelligents pour des environnements de réalité mixte. Puisque la lumière sert à la fois d'illumination et de source d'énergie pour l'actionnement, ces surfaces d'affichage n'ont pas besoin d'électronique embarquée. Cela suggère une mise à l'échelle potentiellement illimitée en utilisant les vidéoprojecteurs laser modernes pour couvrir de très grandes surfaces.