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Roberto Vargiolu / Hassan Zahouani

Laboratoire de Tribologie et Dynamique des Systèmes (LTDS) / Ecole Centrale de Lyon

CNRS / ENISE / ENTPE / Université de Lyon / INSTITUT CARNOT - Ingénierie@Lyon

Correspondant : email : roberto.vargiolu@ec-lyon.fr / twitter : @roberto.vargiolu


Résumé

Spécialiste en ingénierie du toucher, le LTDS de l’Ecole Centrale de Lyon et du CNRS, a développé un dispositif innovant de doigt humain augmenté et connecté. En équipant simplement son doigt d’une bague équipée de capteurs, la consommatrice pourra pour la première fois évaluer la douceur de sa peau et de ses cheveux. Les données de la bague analysées à distance par un algorithme d’AI, permettront d’identifier un profil sensoriel. Des soins cosmétiques ultra-personnalisés pourront alors être proposés par les marques, afin d’offrir une nouvelle expérience sensorielle à leurs clientes. Ce projet a été désigné coup de cœur du jury lors de la 6eme éditions  « The cosmetics victories 2021 ».


Quelle est l’innovation ? Comment est-elle utilisée ?

Connaître et comprendre le toucher, permet de pénétrer dans l’intimité du consommateur et devient un argument incontournable pour le marketing cosmétique. Le Laboratoire de Tribologie et Dynamique des Système (LTDS), pionnier et leader français dans le développement d’outils dédiés à la métrologie du toucher a mis au point un savoir-faire et des technologies d’objectivation du toucher. Spécialisé en bio-ingénierie cutanée et capillaire, sa recherche s’intéresse aux développements des connaissances de l’interaction tactile du doigt humain lors d’un geste du toucher. Ces travaux ont permis de développer un dispositif in vivo innovant de caractérisation du toucher.

Lorsque nous touchons la surface d’un objet avec notre index, le frottement de la peau du doigt sur la surface fait vibrer les mécanorécepteurs situés dans la pulpe du doigt. On peut imaginer ces biocapteurs comme des petits disques ultra sensibles à la vibration et à la déformation de la peau du doigt. Si c’est doux, ils génèrent de petites vibrations de quelques hertz. Si c’est rugueux, les vibrations ont une amplitude plus importante et leur fréquence sont de quelques centaines de hertz. La réponse vibratoire est alors instantanément convertie en un signal électrique, puis transmis via le système nerveux central au cerveau, qui interprétera cette information en qualité sensorielle de la surface.
En s’inspirant du fonctionnement du doigt humain, le LTDS a développé un objet connecté de doigt humain augmenté capable de mesure la douceur de la peau, cheveux et de toutes les surfaces. Comme le doigt humain, le dispositif développé est équipé de capteurs de vibration et d’un capteur de mesure de la force d’appui. Il se présente sous forme d’une demi-bague qui se glisse sur le bout de l’index. Lors du toucher d’une surface, les vibrations et la force d’appuie enregistrés par le dispositif sont transformées en un paramètre de douceur.  Ces informations transmises à un tablette via une connexion wifi. Les résultats expérimentaux obtenus ont montré une parfaite corrélation entre les vibrations avec la classification sensorielle des groupes d’experts.

principe de l'innovation
Principe de l'innovation


Qu'est-ce qu'elle a de nouveau ? Comment pourrait-elle influencer le développement de produits cosmétiques et de soins personnels ?

Aujourd’hui, pour évaluer la sensation tactile de leurs produits, les industriels de la cosmétique font appel à des groupes d’experts. Ils ont pour mission de noter subjectivement la qualité sensorielle perçue sur la peau ou les cheveux. Si cette méthode donne une tendance sensorielle, en revanche elle ne permet pas de mesurer objectivement la douceur de la peau ou des cheveux.  A ce jour, il n’existe aucun dispositif sur le marché de l’industrie cosmétique permettant de mesurer la douceur de la peau ou des cheveux avec un doigt humain instrumenté et connecté. En équipant simplement son doigt d’une demi-bague, la consommatrice pourra pour la première fois évaluer la douceur de sa peau et de ses cheveux avant et après application d’un produit cosmétique. Les données de la bague analysées à distance par un algorithme d’AI, permettront d’identifier le profil sensoriel de la consommatrice. Des soins et produits cosmétiques ultra-personnalisés pourront alors être proposés aux consommatrices par les marques, afin de leurs offrir une nouvelle expérience sensorielle.

D'où vient l’idée ?

L’idée est née d’un constat simple : lorsque l’on touche une surface avec son doigt cela génère un bruit de frottement. Plus le bruit est élevé et moins la surface est douce et inversement. La solution aurait pu être de mesurer simplement le bruit avec un microphone, mais cette solution n’est pas envisageable dans un environnement sonore perturbé avec d’autres bruits. Pour s’affranchir de ce problème, la solution trouvée a été d’utiliser un capteur de vibration appelé accéléromètre.  En collant ce capteur sur un coté latéral de la pulpe du doigt, nous nous sommes aperçus que la gamme des fréquences des vibrations mesurées correspondaient à celles des mécanocepteurs, soit en 10 et 2000 Hz. Des essais expérimentaux avec des panélistes expérimentés, ont alors confirmé le lien entre vibration de la pulpe du doigt et douceur d’une surface.
Si dans un premier temps les essais ont donc consisté à réaliser des mesures avec un capteur coller sur la pulpe du doigt. Très vite cette solution s’est orientée vers la solution actuelle d’une demi-bague glissée sur l’index.

principe de fonctionnement
Principe de fonctionnement


Quels défis ont été relevé pour la créer ? Quelles compétences ou technologies ont contribué à son succès ?

Lorsqu’il n’existe aucune solution, mesurer une grandeur physique sur le vivant pour caractériser la douceur est un véritable défi scientifique et technologique. Pour le développement de cette invention, un important travail de recherche sur le comportement mécanique et tribologique de la pulpe du doigt lors du toucher d’une surface a été nécessaire. Les résultats obtenus ont permis de montrer qu’il existait une relation entre la vibration de la pulpe du doigt et la perception sensorielle et que la force d’appui du doigt était proportionnelle à la déformation de la pulpe du doigt. Ce résultat a donné lieu à un dépôt de brevet en 2021.
Compte tenu de ces résultats, nous avons alors conçu une demi-bague équipée de capteurs miniatures qui se glisse sur le doigt et dont les caractéristiques technologiques permettent de mesurer fidèlement la réponse vibratoire du doigt et sa déformation tout en laissant la pulpe du doigt libre. C’est cette innovation qui a contribué au succès de l’invention, car pour la première fois le doigt humain peut être utilisé comme un instrument de mesure de la douceur.

Zoom sur le concours « The cosmetics victories 2021 »

Le projet Touchy Finger finaliste 2021 de la 6eme édition, a été sélectionné parmi 81 projets provenant de 14 pays différents (Espagne, Italie, Pologne, Etats-Unis, Taiwan, Thaïlande, Ghana, Hongrie, Belgique, Brésil, Ukraine, Danemark, Nouvelle Calédonie et France). Nommé coup de cœur du jury pour la finale, ce projet à été salué par Marc-Antoine Jamet, président de Cosmetic Valley et secrétaire générale du groupe LVMH : « Je suis heureux également qu’un grain de sable introduit dans la mécanique de notre règlement nous ait permis de récompenser le docteur Roberto Vargiolu et le professeur Hassan Zahouani pour leur incroyable « Touchy Finger ». En recherche d’investisseurs et/ou d’un.e CEO pour la création d’une start up dédié à cette innovation, ce projet bénéficiera grâce à ce concours d’une large visibilité dans le secteur de la cosmétique. Il participera les 13 et 14 octobre 2021 au COSMETIC 360 salon international de l'innovation pour la filière parfumerie-cosmétique.

touchy finger
Touchy Finger

Publié le 27/05/2021

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