Des physiciens fabriquent des pincettes laser contrôlées par Kinect

Le Kinect de Microsoft est un appareil de détection de mouvement qui permet aux utilisateurs de contrôler les jeux vidéo Xbox en utilisant uniquement les mouvements du corps. Il se compose d'une caméra de type webcam pour créer une image des joueurs, d'un laser infrarouge pour mesurer leur distance et d'une micropuce spécialisée qui interprète les données pour suivre les personnes et les objets en trois dimensions.

L'espoir de Microsoft en lançant le Kinect était de changer la façon dont les gens interagissent et jouent aux jeux vidéo. Mais de nombreux utilisateurs ont immédiatement reconnu que l'appareil avait des applications plus larges et ont commencé à le pirater pour leurs propres projets. Peu de temps après, Microsoft a publié des kits de développement de logiciels permettant à quiconque de développer des applications pour le Kinect sur Xbox et Windows.

Entrez David McGloin et ses amis de l'Université de Dundee en Écosse, experts dans un domaine de la physique appelé manipulation optique : l'utilisation de faisceaux laser hautement focalisés pour piéger, déplacer et même faire pivoter de petites particules telles que des cellules.

Les pincettes laser ont de nombreuses applications, telles que la mesure des forces générées par les moteurs moléculaires et le tri des cellules saines des cellules cancéreuses. Développée dans les années 1970 et 1980, la technique est désormais courante dans de nombreux laboratoires.

Cependant, un problème important est le contrôle des pincettes laser. Les physiciens ont joué avec diverses interfaces pour ce faire, comme une souris d'ordinateur, des pavés tactiles et même un contrôle iPad.

McGloin et co ont adopté une approche différente. Ces gars-là utilisent Windows 7 et un Kinect pour permettre le contrôle de tout le corps des petites particules. L'interface permet à l'utilisateur de ramasser et de pousser les particules qu'il voit sur un écran d'ordinateur en utilisant les mouvements de la main, du bras et du corps.

Le système montre aux utilisateurs le champ de vision dans lequel la pince à épiler fonctionne. Une vague de la main crée une région de piégeage, qui retient les particules. Cela peut ensuite être ramassé et déplacé avec d'autres mouvements de bras.

Les chercheurs le testent en déplaçant des microsphères de silicium de quelques micromètres à l'aide d'un système laser holographique infrarouge par ailleurs standard. Ils appellent ce système HoloHands.

HoloHands a bien sûr quelques limitations. Quiconque a utilisé un Kinect saura que l'appareil n'est en aucun cas parfait et que divers retards et interprétations erronées des mouvements du corps se produisent assez régulièrement. Le système écossais souffre de problèmes similaires.

L'équipe a produit une vidéo qui montre le système en fonctionnement, avec divers petits retards.

McGloin et son équipe rapportent également que la manipulation de particules sur de longues périodes est une entreprise fatigante. Et le système Kinect ne dispose pas d'un moyen d'effectuer des mesures quantitatives. Cela le rend difficile à utiliser pour un travail de précision, disent-ils.

Cependant, ils soulignent que HoloHands est un outil pédagogique utile et devrait avoir un grand potentiel pour montrer à une nouvelle génération d'étudiants le potentiel des pincettes optiques. Il n'est pas impossible d'imaginer que de simples jeux de pinces laser soient possibles avec un tel système - Pong joué avec des microsphères de silicium, par exemple.

Avec un peu plus de développement, cela pourrait donner aux étudiants une compréhension intuitive de la physique à cette échelle et en quoi elle diffère du macromonde. Le Micro-Pong joué avec des microsphères de silicium en suspension dans l'eau aurait une dynamique assez différente du même jeu joué avec une balle de tennis, par exemple.

Il peut également être possible de construire des objets à la main à l'aide d'un tel appareil. Il n'est pas difficile d'imaginer une sorte de configuration de type Lego où les étudiants fabriquent des appareils et des machines à micro-échelle à l'aide de HoloHands.

Tout cela semble intéressant. HoloHands ne va pas changer la nature de la science ou notre compréhension de la manipulation optique, mais cela pourrait bien devenir un dispositif d'enseignement utile et peut-être même un outil d'ingénierie pratique. Cela devrait également être très amusant.

Réf : arxiv.org/abs/1211.0220 : HoloHands : contrôle Kinect des pincettes optiques

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