Un nouveau système lit les schémas cérébraux d'un utilisateur pour diriger un hélicoptère jouet - la première fois qu'un véhicule volant est entièrement piloté par la pensée. Image via l'Université du Minnesota
Pensez à serrer votre poing droit. UNE hélicoptère agile de 14 onces vole à droite. Imaginez serrer votre poing gauche. L'hélicoptère est parti. Pensez à serrer les deux poings, et il monte verticalement.
Ce remarquable système de contrôle par hélicoptère est l'œuvre d'un groupe de scientifiques de l'Université du Minnesota, dirigé par le professeur d'ingénierie Bin He. Ce qui le distingue, c'est que le contrôle de son vol ne requiert absolument aucun mouvement réel du pilote - aucune pression sur les boutons ni aucune accélération. Au lieu d'une télécommande classique, les utilisateurs contrôlent le véhicule avec une casquette EEG (électroencéphalographie) dotée de 64 électrodes, qui détecte l'activité électrique dans différentes parties du cerveau proches du cuir chevelu, lisant efficacement leur esprit.
Le système, présenté pour la première fois en avril et maintenant décrit en détail dans un article publié aujourd’hui dans le Journal of Neural Engineering, fait partie de l’étude en plein essor des interfaces cerveau-ordinateur - voies de communication directes entre le cerveau et les dispositifs informatisés ou robotiques. Ces dernières années, des scientifiques ont créé une robotique à contrôle mental qui peut nourrir une personne au chocolat ou l'aider à boire du café, mais il s'agit du premier exemple de véhicule volant entièrement contrôlé par la pensée.
Le système s’appuie sur des recherches antérieures en EEG et sur d’autres recherches neurologiques menées par l’équipe, qui ont identifié les schémas d’activité du cerveau en corrélation avec des idées telles que «faire un poing avec la main droite» et «faire un poing avec les deux mains». Les pensées orientées se produisent principalement dans le cortex moteur, une région du cerveau responsable du contrôle du corps. La coiffe EEG étant suffisamment sensible pour détecter une activité relativement proche du cuir chevelu - où se trouve le cortex moteur -, les scientifiques ont pu programmer leur logiciel EEG pour distinguer en particulier ces schémas de pensée pertinents.
En conséquence, lorsque le système détecte une des pensées spécifiées, il convertit la pensée ("faire une première avec ma main droite") en commande pour l'hélicoptère ("tourne à droite"), puis envoie le signal au véhicule par-dessus. Wifi. Sur ce, voilà: un hélicoptère contrôlé par la pensée.
L’équipe avait précédemment créé un système permettant aux utilisateurs de contrôler un hélicoptère virtuel et l’a modifié pour cette étude à l’aide d’un véhicule physique, le quadricoptère ARDrone. Dans le cadre du projet, ils ont permis à cinq étudiants de premier cycle de piloter l'hélicoptère, et ont tous été en mesure de comprendre comment garder la chose en l'air - et même la survoler - avec une formation minimale.
Les scientifiques envisagent une gamme d'applications pour ce type de technologie. Des recherches sont déjà en cours pour l’une des utilisations les plus évidentes: les prothèses des membres. En février, une équipe suisse a présenté un travail sur une main artificielle contrôlée par l'esprit qui permet à un utilisateur de saisir des objets et peut même relayer des stimuli (comme la main piquée avec une aiguille) jusqu'au cerveau de l'utilisateur. D'autres ont travaillé sur des fauteuils roulants contrôlés par l'esprit, ce qui donnerait une plus grande mobilité aux utilisateurs quadraplégiques.
L’expérimentation sur hélicoptère est aussi intéressante en raison du fait que, comme pour quelques interfaces cerveau-ordinateur récentes (y compris le fauteuil roulant), elle implique des schémas cérébraux détectés au moyen d’une procédure non invasive: les utilisateurs peuvent simplement activer ou désactiver le bouchon EEG quand ils veulent. Comparé à d'autres types d'interfaces cerveau-ordinateur, qui reposent souvent sur des capteurs implantés chirurgicalement, ce type de système pourrait être utilisé dans un éventail beaucoup plus large de situations.
D'une part, les patients paralysés réticents ou incapables d'avoir une chirurgie coûteuse et invasive pour devenir plus autonomes peuvent simplement porter la casquette. De plus, les personnes amputées et les patients atteints d'une maladie non paralysante qui limite encore la mobilité, telle que la SLA ou un autre trouble neuromusculaire, pourraient en théorie utiliser ce type de technologie pour contrôler les fauteuils roulants ou même d'autres véhicules, tels que les voitures, sans nécessiter de cerveau permanent. système d'implant.
Un jour, il pourrait même être utilisé pour améliorer l’utilisation de la technologie par des personnes sans problèmes médicaux connexes. Par exemple, s'il devient suffisamment fiable et sensible, les pilotes pourraient peut-être un jour contrôler leurs hélicoptères de taille normale afin de réduire la fatigue des mains et des bras, et les chirurgiens pourraient manipuler des instruments chirurgicaux sans avoir à se soucier de leur serrer la main.
