Article paru dans notre lettre d'information du 27 août 2020

Bambou : une autre vision de la réalité augmentée

La valeur n’attend pas le nombre des années dit-on. Et je crois bien que j’ai eu cette semaine une fois encore l’occasion de vérifier cet adage ! J’ai en effet rencontré Quentin Caron, un jeune élève-ingénieur du CESI, et son mentor Philippe Boulanger, qui m’ont présenté leur projet Bambou. Il s’agit n’y plus ni moins que de produire des lunettes de Réalité Augmentée ou Virtuelle de haute qualité à moins de 300 $. Une technologie française qui pourrait faire de l’ombre aux Hololens et autres Oculus.

« Ce qui m’a séduit chez Quentin Caron, outre sa maitrise des technologies high-tech, c’est son côté entrepreneur effectual, c'est-à-dire pragmatique capable de tirer le meilleur parti possible des moyens tant techniques que financiers dont il dispose », explique Philippe Boulanger. Un mentor qui sait de quoi il parle, puisqu’il fut pendant des années Directeur CP&T et R&D chez Apple en Europe, Directeur chez Sony Europe et Directeur Technique chez Neopost, avant d’être un conférencier reconnu spécialisé dans l’innovation.

Il faut dire que Quentin Caron, même s’il est encore très jeune, il a eu son bac à 16 ans, est déjà un personnage qui sait ce qu’il veut et est capable de trouver les moyens pour y arriver. « Je suis parti d’un postulat simple, la Réalité Virtuelle ou Augmentée va devenir une technologie incontournable dans la vie quotidienne. Par contre, les lunettes, qui vont être le moyen de la rendre accessible au plus grand nombre, sont hors de portée financière du commun des mortels, d’où l’idée de développer des lunettes hautes performances à un prix abordable : c’est devenu le projet Bambou », résume Quentin Caron.

Quentin Caron
Quentin Caron

L’idée du jeune élève-ingénieur est simple : pourquoi réinventer à grand frais la roue, d’autant plus si l’on veut aller vite ! Il constate que la quasi-totalité des technologies nécessaires pour développer des lunettes de Réalité Virtuelle est disponible à bas coût. Pour le côté matériel, il suffit de piocher dans les composants destinés aux Smartphones et pour les aspects logiciels de se tourner vers l’Open Source. « Une approche totalement à l’opposé de celle des grands noms de ce domaine qui préfèrent développer avec une débauche d’ingénieurs des composants et des logiciels propriétaires. Avec quatre autres élèves-ingénieurs du CESI nous nous sommes donc lancés en 2018 dans la conception de nos lunettes en adaptant et en intégrant le maximum de composants disponibles sur le marché, avec un objectif de prix final à moins de 300 $ ».

L’avis de Philippe Boulanger

Philippe Boulanger
Philippe Boulanger

« Quentin Caron a un véritable esprit entrepreneurial qui a tout compris de l’effectuation. Il ne cherche pas à trouver de nouveaux moyens pour arriver son objectif, mais essaye d’utiliser au mieux l’ensemble des moyens dont il dispose pour y arriver. Ce qui est une véritable qualité de manager, car outre la frugalité de la démarche, elle permet de prendre des décisions rapidement, donc de rendre le projet agile et réactif. De plus, il est avide d’apprentissage pour aller toujours plus loin, ce qui le rend humainement intéressant et attachant ». « Enfin son produit est bluffant. S’il est simple de faire compliqué, il est compliqué de faire simple. Il a su utiliser de manière extrêmement intelligente ce qui existait déjà pour faire à moindre coût un produit novateur, utilisable et pas cher ». « J’ai donc décidé de l’aider à faire connaitre son projet et à trouver des partenaires capables de le porter à terme ».

Inventer la Réalité Quantique

L’idée de base était simple : apporter suffisamment d’intelligence à une surface transparente pour qu’elle puisse refléter une image numérique projetée afin de faire de la Réalité Augmentée, ou qu’elle devienne totalement opaque pour servir d’écran afin de faire de la Réalité Virtuelle. « Nous avons voulu marquer cette double destination de nos lunettes en parlant de Quantic Reality Glass (QR Glass) pour bien marquer le fait qu’elles pouvaient avoir de multiples états ».

Les premiers essais ont été faits à partir d’une Google Card Board qui a été montrée à des enseignants-chercheurs travaillant sur les matériaux piézo-électriques, qui ont des similitudes fonctionnelles avec les cristaux liquides. « En effet, si la surface transparente sur laquelle on projette de l’information pouvait s’opacifier, on pourrait effectivement passer de la Réalité Augmentée à la Réalité Virtuelle. D’où l’idée d’accoler une couche de matériau piézo-électrique à notre surface transparente. De fait, les ‘‘verres’’ de nos lunettes sont constitué d’un polymère de forme ellipsoïdale traité pour avoir un taux de réflexion de 50 %, sur lequel on a thermoformé un écran piézo-électrique qui devient opaque lorsque l’on injecte du courant. Un courant qui n’est nécessaire que pour le faire changer d’état ».

Des composants issus de la téléphonie mobile

Hormis ce composant un peu spécifique, la projection d’images fait appel à un petit écran issu d’un Smartphone logé dans la branche des lunettes. Mais pour réduire les coûts Quentin Caron et son équipe sont entrain de travailler sur l’intégration d’un écran de Smartwatch. « Cette base physique obtenue, il a fallu travailler sur des logiciels permettant de déformer l’image affichée par l’écran, pour que sa réflexion sur les ‘‘verres’’ des lunettes donne une image correcte. Ce qui évite en outre beaucoup de contraintes physiques et mécaniques. En effet, il devient très facile de changer la position et la forme de l’écran dans les lunettes, car il suffit de modifier quelques paramètres dans le logiciel de déformation d’images pour que l’image projetée redevienne correcte ».

Les QR Glass : une approche lean des lunettes de réalité virtuelle débouchant sur un produit à moins de 300 $. 
Doc : Bambou
(cliquer sur l'image pour l'agrandir)

Aujourd’hui le prototype de ces QR Glass est totalement nomade puisqu’il fonctionne à partir d’un ‘‘Smartphone désossé’’ qui intègre le traitement graphique et l’intelligence nécessaire sans boitier externe comme les produits concurrents. Il est léger, très performant et peu gourmand en énergie. De plus, il est facile à maintenir grâce à l’emploi de composants standard de téléphonie mobile.

Ces QR Glass sont capables d’interagir avec l’environnement et vice-versa puisqu’il y a de l’occlusion ambiante, ce qui permet par exemple de dissimuler un objet virtuel lors du passage d’un objet réel comme par exemple la main. Cela se fait via une seule caméra et un capteur lidar permettant d’apprécier la scène et les distances. Un capteur GPS permet quant à lui d’apprécier les déplacements. Parmi les autres composants matériels piochés dans le Smartphone, la mémoire permet de stocker en local de multiples applications ou documents, voire les modèles 3D d’environnements dans lesquels on est amené à ‘‘naviguer’’ régulièrement.

« Le confort d’utilisation est quant à lui optimal puisque notre affichage devant chaque œil est en 4K à 120 Hertz avec un champ de vision de 100°, aussi bien en Réalité Virtuelle qu’Augmentée, là où la concurrence, telle les Oculus en Réalité Virtuelle est à 2,7K à 90 Hz et 125° et que la plupart des lunettes de Réalité Augmentée (Microsoft, Magic Leap, Nreal…) sont en 1 080 sur les deux yeux avec un champ de vision de 50 à 60° ».

Des logiciels Open Source

De plus, ces QR Glass disposent de fonctionnalités beaucoup plus simples que celles des concurrents comme par exemple pour le Hand Tracking. « Pour cela nous avons utilisé des algorithmes Open Source peu gourmands en ressources. Nos concurrents utilisent une technologie de guidage à base de rayon laser qui est couteuse et lourde, alors que nous utilisons la caméra embarquée, qui alimente un logiciel de Machine Learning Open Source développé en partie par Google et Facebook. Il nous a juste suffit d’entrainer le modèle avec nos propres jeux de données pour assurer la détection et le suivi de 26 points par main avec une très bonne précision permettant de piloter toutes les applications ».

On l’aura compris, côté logiciel, l’Open Source règne en maitre, puisque les QR Glass utilisent Androïd, maintenu par Google, sur lequel sont implémentés des composants Open Source pour prendre en compte les fonctionnalités nécessaires comme le Hand Tracking pour l’interface homme machine ou la gestion de l’affichage. « Par contre, nous avons développé un module spécifique de déformation d’images compatible qui autorise aussi le ‘‘picture in picture’’ permettant de superposer plusieurs applications natives Androïd (Facebook, Instagram, Messenger, Zoom…) comme on le fait sur un Smartphone, sauf que l’on peut en redimensionner la taille pour par exemple les projeter virtuellement sur un mur au format six mètres par quatre ».

En fin de compte, le plus gros du travail pour le développement des aspects logiciels de ces QR Glass a été un travail d’intégration de modules Open Source spécialisés autour du noyau Androïd. « Cela a été à la fois plus rapide et nous a surtout permis d’accéder à des compétences dont nous ne disposions pas forcement ».

Quid du futur ?

« Notre philosophie est de faire un produit répondant aux critères du développement durable et nous nous sommes aperçu que l’un des matériaux répondant à cette approche était le bambou. Il est très facile à faire pousser vite, il présente de bonnes propriétés physiques et en plus il est esthétique. Nous allons donc l’utiliser pour fabriquer les branches de nos lunettes. Par contre, la monture, vu sa complexité, sera imprimée en 3D. Mais vu ses qualités, nous avons décidé de baptiser ainsi notre projet ».

Conscient des limites de leurs capacités de développement, Quentin Caron et son équipe ont décidé de s’entourer de personnes qualifiées pour les aider à mener à bien le projet. « Suite à une conférence TEDx CESI qu’il avait donnée sur le thème ‘‘Notre vie en 2065’’, j’ai contacté Philippe Boulanger pour lui présenter notre projet Bambou et recueillir son avis et ses conseils pour nous aider à le développer. Il a été séduit par notre approche et a décidé de nous ‘‘mentorer’’ pour nous aider à trouver notre place dans le monde de la High Tech. Nous sommes conscients que nous n’avons pas les compétences pour industrialiser nos QR Glass et les imposer sur le marché. Nous avons atteint nos limites, par exemple pour la miniaturisation de composants. Nous souhaiterions donc qu’une société voulant accélérer son propre développement reprenne en mains le projet pour le mener à son terme. L’idéal serait qu’elle nous achète la propriété intellectuelle du projet et un accompagnement avec notre savoir-faire. Mais nous restons ouverts à toute proposition ».

Belle aventure que celle de Bambou qui prouve qu’avec quelques idées novatrices et beaucoup d’opiniâtreté, on peut concurrencer efficacement des géants américains. Reste maintenant à lui trouver un avenir … idéalement français, pourquoi pas Dassault Systèmes !

Jean-François Prevéraud

Pour en savoir plus :

https://bambou.tech

https://philippeboulanger.com/fr/

Ingénieur de formation (ENIM) et journaliste professionnel depuis 1981, Jean-François Prevéraud a participé à de nombreux journaux et lettres d'information (Bureau d'Etudes, CFAO Synthèse, SIT, Industrie & Technologies, Usine Nouvelle...) comme journaliste, rédacteur en chef adjoint ou rédacteur en chef.

En retraite depuis février 2017, Jean-François veut que celle-ci soit active. C’est pour cette raison qu’il reste informé de ce qui bouge dans le PLM dans son sens le plus large (CFAO, Simulation Numérique, Impression 3D, Usine du futur, Réalité virtuelle et augmentée…). Il contribue désormais à notre lettre d’information pour commenter l’actualité que nous publions ou celle qu’il a pu glaner dans les évènements qu’il continue à suivre.

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