Le tact est un sens particulier. Si vous vous bouchez les oreilles, vous n’écoutez pas. Si vous bloquez votre vision, vous ne voyez pas. Si vous serrez votre nez, vous ne sentez pas. Mais le toucher ne peut pas être “saboté”, de sorte que seules les personnes ayant subi une blessure importante ou portant des prothèses connaissent les troubles que l’absence de ce sens entraîne. Mais il y a une lumière au bout du tunnel : des chercheurs de l’université de Stanford mettent au point une peau artificielle capable de transmettre des sensations.
L’idée est simple : la personne qui porte un bras ou une jambe bionique, par exemple, peut être capable de sentir des contacts, d’être consciente de la pression (force) ou de remarquer des températures à travers la surface de la prothèse. Mais l’exécution est compliquée : outre l’identification des sensations, la peau artificielle doit transmettre cette information au cerveau de l’utilisateur par le biais de signaux nerveux.
Il ne s’agit pas seulement d’étendre les capteurs sur toute la surface de la prothèse. Pour que les signes de toucher, de température, de pression, entre autres, soient correctement détectés, la peau artificielle doit s’étirer ou se rétracter pour suivre les mouvements, tels que l’ouverture et la fermeture des mains.
Zhenan Bao, a chercheur qui dirige le projet, affirme avoir passé les dix dernières années à développer avec son équipe un matériau plastique capable d’imiter la capacité de la peau à se plier et, en même temps, à transmettre des sensations.
Les résultats les plus récents ont suscité l’enthousiasme des chercheurs. M. Bao explique que la peau artificielle est déjà capable de signaler les différences de pression qui permettent à une personne d’identifier si un toucher de main était faible ou fort.
Pour ce faire, les chercheurs ont eu recours à une technique de construction de la peau en deux couches. En gros, la couche extérieure contient les capteurs, tandis que la couche intérieure est chargée de recevoir les signaux captés et de les traduire en stimuli à envoyer aux cellules nerveuses situées aux points de contact avec le corps.
Ce processus fonctionne de manière satisfaisante, que la peau soit fléchie ou tendue. C’est possible grâce aux chouchous de la science les plus actuels, les nanotubes de carbone (structures cylindriques composées de… atomes de carbone). Des milliards d’entre eux ont été distribués par le plastique grâce à la technologie Xerox PARC qui utilise, croyez-moi, des imprimantes à jante d’encre pour déposer des circuits sur des matériaux souples.
Lorsqu’on appuie sur un point de la peau artificielle, les nanotubes se rapprochent et conduisent ainsi plus d’énergie électrique. Plus la pression est forte, plus les flux d’énergie sont proches. Si la pression diminue, le débit est réduit dans la même proportion. C’est essentiellement de cette manière que la peau est capable d’identifier le toucher ou la force, qu’elle soit légère ou intense.
La transmission des signaux au corps est également intéressante. Les chercheurs ont utilisé une technique optogénique développée par Karl Deisseroth, professeur de bio-ingénierie à l’université de Stanford. Avec cette technique, la peau artificielle traduit les signaux de pression en impulsions lumineuses qui sont captées par les cellules nerveuses. Enfin, c’est au cerveau qu’il appartient d’interpréter ces informations.
Du moins, c’est ce que l’équipe de Bao attend. Les expériences menées jusqu’à présent ont donné des résultats intéressants, mais elles ont été réalisées en laboratoire. Comme il ne pouvait en être autrement, les chercheurs veulent maintenant faire des tests avec des personnes qui utilisent des prothèses.
Il est également dans les plans de Bao de rendre la peau artificielle capable de répondre à d’autres stimuli. Pour l’instant, l’invention ne perçoit que le toucher et la pression. L’idée est que la peau peut également détecter les variations de température et être sensible au point que l’utilisateur puisse identifier avec la prothèse ce qui est du velours ou de la soie, par exemple.
Il faudra attendre ce jour-là. Bao explique qu’il existe six types de mécanismes de détection de stimulus dans la main de l’homme, et jusqu’à présent son équipe ne s’est concentrée que sur un seul, tant le sujet est complexe. Mais ils ne sont pas seuls dans cette mission : il y a un groupe de chercheurs coréens qui sont également engagés dans cette cause et qui ont des résultats intéressants.
