Risques environnementaux : un patch haptique pour alerter le porteur

Aux Etats-Unis, des chercheurs ont mis au point un patch portable capable de détecter des risques environnementaux, tels que les gaz dangereux ou les métaux lourds dans l’eau, et d’avertir les utilisateurs en vibrant contre leur peau. Légèrement plus petit qu’un permis de conduire, le dispositif intègre une série de capteurs et un actionneur qui sert de moteur haptique. Il se présente comme une alternative plus efficace face aux alertes sur smartphone, qui passent souvent inaperçues.

Depuis plusieurs années, il existe des appareils intelligents capables de détecter les risques environnementaux et d’envoyer des notifications sur votre téléphone, en cas de contact avec une substance dangereuse. Mais il peut arriver que la personne alertée consulte le message un peu plus tard car celui-ci est passé inaperçu (sans sonnerie, ni affichage à l’écran).

Le patch peut détecter six risques environnementaux différents

Pour résoudre ce problème, des chercheurs de l’Université d’État de Caroline du Nord ont développé un patch portable haptique qui vibre dès la détection du danger, permettant ainsi une réaction rapide face à la menace potentielle. Le dispositif peut détecter six dangers environnementaux différents, chacun avec son propre schéma de vibration. Parmi ces risques figurent les métaux lourds et les contaminants gazeux, aérosolisés et aqueux. Le système a également été miniaturisé pour palier la lourdeur des capteurs actuels.

Un microcontrôleur, des capteurs et un minuscule actionneur

De forme carrée et légèrement plus petit qu’un permis de conduire, le patch contient plusieurs pièces électroniques. Notamment un microcontrôleur qui lui sert de cerveau, une batterie miniature, des capteurs pour identifier les six risques environnementaux, et un minuscule actionneur faisant office de moteur haptique qui vibre au contact de la peau en fonction de la nature du danger. Mais le simple fait d’entendre un moteur vibrer ne suffit pas : il faut aussi le ressentir. Pour cela, la sensation tactile a été optimisée au maximum.

Lors d’essais de validation, le dispositif a détecté efficacement les risques environnementaux ciblés

Les chercheurs de l’Université d’État de Caroline du Nord ont intégré de minuscules structures texturées à l’interface, entre le moteur et la peau, ressemblant à un motif de petites bosses. En modifiant la taille et l’espacement de ces structures, ils ont pu contrôler la perception des vibrations sur la peau. Ce qui permet d’émettre une séquence haptique différente selon le danger détecté. Lors des essais de validation du prototype, l’appareil a identifié efficacement les substances dangereuses ciblées et déclenché immédiatement la réponse tactile adéquate.

Des cellules photovoltaïques pour une autonomie de 24 heures

Transition énergétique oblige, les chercheurs ont placé en outre un réseau de cellules photovoltaïques en couches minces sur l’extérieur du patch. Ces cellules permettent au dispositif de capter l’énergie solaire disponible. « Nous avons constaté que la technologie de récupération d’énergie prolongeait considérablement l’autonomie de la batterie. Associée à la faible consommation des capteurs, elle permet au dispositif de fonctionner pendant environ 24 heures. », précise Oluwatobi Ojuade, co-auteur de l’étude et doctorant à l’Université d’État de Caroline du Nord.

Des applications potentielles sur les sites industriels pour détecter les risques environnementaux

Les scientifiques souhaitent à présent étendre leur technologie aux robots grâce à la conception d’une peau électronique souple (e-skin). Celle-ci consiste essentiellement à superposer le capteur sur une couche de matériau piézoélectrique capable de transformer les vibrations en un signal électrique interprétable par une machine. Lors de tests sur des robots quadrupèdes, cette « e-skin » leur a permis de détecter un danger, puis de modifier avec succès leur trajectoire pour l’éviter. Selon les chercheurs, elle pourrait trouver des applications sur les sites industriels, lors d’opérations de dépollution ou de surveillance de la qualité de l’air et de l’eau.