Une équipe de l’Université nationale de Singapour (NUS) dévoile une peau électronique qui permet aux utilisateurs de « voir » le toucher instantanément.
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Une nouvelle peau électronique combine détection et visualisation dans un seul dispositif, permettant une cartographie haute résolution du toucher pour les applications médicales et robotiques.
Des chercheurs de l’Université nationale de Singapour (NUS) ont mis au point une peau électronique de nouvelle génération capable de détecter et de visualiser directement la pression en temps réel, remédiant ainsi aux principales limitations des technologies de détection portables actuelles.
Les systèmes de peau électronique sont de plus en plus utilisés dans les domaines de la santé, de la robotique et des objets connectés, mais la plupart reposent sur des réseaux de capteurs reliés à des circuits électroniques externes pour le traitement et l’affichage du signal. Ces systèmes présentent souvent des limitations telles qu’une faible résolution spatiale, une complexité de câblage et une interprétation inefficace du signal, ce qui rend difficile un retour d’information intuitif en temps réel.
Pour relever ces défis, une équipe dirigée par le professeur Lim Chwee Teck du département de génie biomédical de l’Université nationale de Singapour (NUS) et de l’ Institut pour l’innovation et la technologie en santé (iHealthtech) a mis au point un dispositif souple et ultrafin appelé « eLuminator ». Leurs résultats ont été publiés dans Nature Communications en mai 2026.
Un nouveau paradigme au-delà de la peau électronique conventionnelle
Contrairement aux peaux électroniques traditionnelles qui utilisent des pixels de détection discrets et atteignent généralement une résolution inférieure à 100 ppp (où ppp indique la finesse de résolution des détails de pression dans une zone donnée), l’eLuminator utilise une conception continue sans pixels. Avec une résolution spatiale d’environ 30 µm (847 ppp), il peut détecter des détails de pression beaucoup plus fins, permettant ainsi une détection tactile de haute précision pour des applications avancées.
Cette technologie repose sur une réponse mécano-électroluminescente : la pression appliquée modifie directement l’émission lumineuse du dispositif. Sous pression, le dispositif génère des motifs lumineux visibles qui correspondent à la fois à l’intensité et à la forme du contact. Ceci permet une visualisation immédiate et intuitive, sans nécessiter de système de traitement ou d’affichage externe.
La réponse luminescente haute résolution permet de capturer clairement en temps réel des détails fins de la surface, tels que les crêtes et les vallées des empreintes digitales, démontrant ainsi sa capacité à réaliser une imagerie tactile détaillée et son utilisation potentielle dans des applications biométriques.
« Cette technologie transforme notre interaction avec l’information tactile », a déclaré le professeur Lim. « Au lieu de s’appuyer sur une électronique complexe, les utilisateurs peuvent visualiser immédiatement la répartition des forces en temps réel, ce qui rend le processus beaucoup plus intuitif. »
L’eLuminator s’illumine sous la pression du bout du doigt, permettant de visualiser en temps réel la forme et la répartition du contact.
Applications dans le domaine de la santé et des systèmes intelligents
L’eLuminator présente un fort potentiel pour la formation chirurgicale et le suivi médical, domaines où un contrôle précis de la force est essentiel mais difficile à obtenir en raison de l’absence de retour tactile. Intégré aux instruments chirurgicaux, il fournit un retour visuel en temps réel sur la force appliquée, améliorant ainsi la précision et réduisant le risque de lésions tissulaires. Il permet également de cartographier la répartition de la pression sur le pied, facilitant la détection précoce des zones à haut risque d’ulcères chez les patients diabétiques.
Au-delà du domaine de la santé, ce dispositif permet une interface homme-machine plus réactive. Il prend en charge la détection statique et dynamique, avec un retour optique d’environ 15 millisecondes et un affichage numérique d’environ 110 millisecondes, permettant ainsi de visualiser et de quantifier les interactions de force en quasi temps réel. Sa haute sensibilité permet également la détection de contacts légers, ce qui est important pour la robotique et les prothèses.
Plateforme souple, durable et polyvalente
L’eLuminator est ultra-mince (environ 70 µm d’épaisseur) et fabriqué à partir de matériaux flexibles et non toxiques conçus pour imiter les propriétés mécaniques de la peau humaine. Il peut s’étirer au-delà de 100 % de sa limite et épouser les surfaces courbes telles que le corps ou les dispositifs médicaux.
Le dispositif reste stable sous des contraintes mécaniques répétées, avec des performances constantes démontrées sur plus de 1 000 à 4 000 cycles. Il fonctionne également sur une large plage de pression, d’un simple effleurement à environ 180 kPa (similaire à la pression ressentie lorsqu’on tient un manuel scolaire lourd en équilibre sur le bout du doigt), ce qui le rend adapté à diverses applications.
En combinant la détection visuelle et numérique dans un seul système, l’eLuminator simplifie la conception des dispositifs et facilite leur intégration dans les technologies portables et biomédicales de nouvelle génération.
Orientations futures
L’équipe de recherche travaille à améliorer encore la sensibilité du dispositif et à réduire ses besoins en énergie, tout en favorisant son déploiement dans des applications de santé à fort impact.
« Notre objectif est désormais non seulement d’améliorer la technologie, mais aussi de l’appliquer là où elle peut véritablement améliorer la prise en charge des patients », a déclaré le professeur Lim. « En collaborant étroitement avec les cliniciens, nous visons à développer des solutions qui améliorent les résultats et favorisent une meilleure prise de décision. »