Résumé graphique. Crédit : Nano Energy (2026). DOI : 10.1016/j.nanoen.2026.112165
Les écrans tactiles et autres commandes tactiles, des smartphones et tablettes aux objets connectés et aux dispositifs électroniques portables, font désormais partie intégrante de notre quotidien. Cependant, nombre d’interfaces tactiles dépendent de batteries, d’une alimentation externe, d’électrodes et de câblages, ce qui peut engendrer des coûts supplémentaires et compliquer leur installation dans des lieux où l’électronique conventionnelle est difficilement envisageable. Trouver une solution plus simple pour créer des commandes tactiles pourrait donc ouvrir de nouvelles perspectives pour les objets connectés et l’Internet des objets (IoT), un secteur en pleine expansion.
Pour relever ce défi, une équipe de recherche dirigée par le professeur associé Hiroki Shigemune et l’étudiant en master Haruki Higoshi du département de génie électrique du Collège d’ingénierie de l’Institut de technologie de Shibaura, à Tokyo, au Japon, a développé une interface tactile à électrode unique qui peut être créée simplement en imprimant des motifs sur une feuille de PVC avec une imprimante laser conventionnelle.
Lorsqu’une personne fait glisser son doigt sur la surface imprimée, l’interaction entre le doigt et les différentes zones de la feuille produit des signaux électriques grâce aux effets triboélectriques (transfert de charges entre objets par contact ou glissement) du corps humain. La feuille elle-même ne nécessite ni câblage électrique ni électrodes.
L’étude est publiée dans Nano Energy.
Les motifs imprimés façonnent le signal
Les chercheurs ont découvert que la conception du motif imprimé permettait de déterminer les signaux produits par différents mouvements des doigts. Cela a permis à l’équipe de reconnaître la direction et la vitesse de glissement d’un doigt et de créer des commandes simples à l’aide de différents motifs imprimés.
Les chercheurs ont également démontré la capacité d’entrée binaire, notamment grâce à un système capable de convertir une séquence telle que 1010 en le nombre décimal 10. L’interface est restée mécaniquement stable pendant 1 000 cycles de glissement, sans modification significative de la forme ou de l’intensité de ses signaux.
« Le motif de la bande tonique fonctionne comme un masque géométrique qui contrôle les points de contact direct entre la peau et le PVC, contrôlant ainsi le moment et la polarité de la réponse potentielle », explique Shigemune.
En d’autres termes, le motif imprimé agit comme un ensemble d’instructions invisibles pour la feuille, déterminant sa réaction lorsqu’on la touche et qu’on y fait glisser le doigt. Modifier le motif permet donc de modifier le comportement de l’interface sans avoir besoin d’un appareil électronique complètement différent.
L’apprentissage automatique traite des entrées plus riches
L’équipe a ensuite testé si la même approche pouvait reconnaître des entrées plus complexes. Grâce à l’apprentissage automatique, le système a identifié sept motifs imprimés différents avec une précision de 97,1 % et a reconnu les 26 caractères de l’alphabet avec une précision de 89,2 %. Il a également distingué sept participants, atteignant une précision de 97,1 % dans l’identification des utilisateurs.
Les différences d’interaction entre les utilisateurs et la surface, notamment la pression des doigts, la vitesse de glissement, l’angle de contact et la stabilité du contact, se sont reflétées dans les signaux. Ces résultats suggèrent que cette technologie pourrait potentiellement être utilisée non seulement pour les commandes, mais aussi pour les interfaces personnalisées ou liées à la sécurité.
« Notre approche offre une plateforme économique et sans câblage dans laquelle la fonction d’entrée peut être modifiée simplement en modifiant le motif imprimé », explique Shigemune.
Cette flexibilité pourrait rendre cette technologie utile pour diverses applications, notamment les commandes portables fixées aux vêtements ou au corps, les objets connectés, les claviers, les manettes de jeu et les smartphones. Elle pourrait également prendre en charge l’authentification des utilisateurs en permettant de distinguer les individus.
Impression quotidienne, utilisations plus larges des appareils
Globalement, l’étude démontre comment une technologie de bureau courante, l’imprimante laser, peut servir à créer une nouvelle surface interactive. En combinant l’impression simple aux signaux générés naturellement par le mouvement des doigts, cette approche offre une alternative économique et personnalisable pour la saisie tactile.
Les chercheurs estiment que cela pourrait contribuer aux futurs dispositifs électroniques portables, aux systèmes IoT, aux appareils grand public et aux applications de sécurité, tandis que des travaux supplémentaires exploreront les performances dans des conditions réelles plus exigeantes.
https://www.shibaura-it.ac.jp/en/headline/detail/20260902_7070_727_151.html
