Les ondes sismiques, généralement associées aux tremblements de terre, ont été utilisées par les scientifiques pour développer une loi d'échelle universelle pour le sens du toucher. Une équipe, dirigée par des chercheurs de l'Université de Birmingham, a utilisé les ondes de Rayleigh pour créer la première loi d'échelle de la sensibilité tactile. Les résultats sont publiés dans Science Improvements.




Les chercheurs font partie d'un consortium européen (H-Truth) qui utilise déjà la théorie pour développer de nouvelles technologies de réalité virtuelle intégrant le sens du toucher.

Les ondes de Rayleigh sont créées par l'impact entre les objets et sont généralement considérées comme se déplaçant uniquement le long des surfaces. L'équipe a découvert que, lorsqu'il s'agit de toucher, les ondes traversent également des couches de peau et d'os et sont captées par les cellules réceptrices du toucher du corps.




En utilisant une modélisation mathématique de ces récepteurs tactiles, les chercheurs ont montré comment les récepteurs étaient localisés à des profondeurs qui leur permettaient de répondre aux ondes de Rayleigh. L'interaction de ces récepteurs avec les ondes de Rayleigh variera selon les espèces, mais le rapport profondeur du récepteur par rapport à la longueur d'onde reste le même, ce qui permet de définir la loi universelle.

Les mathématiques utilisées par les chercheurs pour développer la loi sont basées sur des approches développées pour la première fois il y a additionally de cent ans pour modéliser les tremblements de terre. La loi soutient les prédictions faites par le physicien lauréat du prix Nobel Georg von Békésy qui a d'abord suggéré que les mathématiques des tremblements de terre pourraient être utilisées pour explorer les connexions entre les ondes de Rayleigh et le toucher.

L'équipe a également constaté que l'interaction des ondes et des récepteurs persistait même lorsque la rigidité de la couche la furthermore externe de la peau changeait. La capacité des récepteurs à répondre aux ondes de Rayleigh est restée inchangée malgré les nombreuses variants de cette couche externe causées par l'âge, le sexe, la profession ou même l'hydratation.

Le Dr Tom Montenegro-Johnson, de la School of Arithmetic de l'Université de Birmingham, a dirigé la recherche. Il explique: « Le toucher est un sens primordial, aussi vital pour nos ancêtres que pour les mammifères modernes, mais c'est aussi l'un des as well as complexes et donc des moins compris. Alors que nous avons des lois universelles pour expliquer la vue et l'ouïe, par exemple, c'est la première fois que nous pouvons expliquer le toucher de cette manière.  »

James Andrews, co-auteur de l'étude à l'Université de Birmingham, ajoute: « Les principes que nous avons définis nous permettent de mieux comprendre les différentes expériences du toucher parmi un significant éventail d'espèces. Par exemple, si vous indentez la peau de un rhinocéros de 5 mm, ils auraient la même sensation qu'un humain avec une indentation similaire – c'est juste que les forces nécessaires pour produire l'indentation seraient différentes. Cela a beaucoup de sens en termes d'évolution, automobile c'est lié à un danger relatif et les dommages potentiels.  »

Les travaux ont été financés par le programme de recherche et d'innovation Horizon 2020 de l'Union européenne, dans le cadre du projet collaboratif « H-Reality ». Les autres establishments impliquées dans le projet sont Ultraleap Ltd. (Royaume-Uni), Actronika (France), TU Delft (Pays-Bas) et CNRS (France).