Le fauteuil roulant tire le meilleur parti du contrôle du cerveau

Un fauteuil roulant robotisé combine le contrôle du cerveau avec l'intelligence artificielle pour permettre aux gens de le manœuvrer plus facilement en utilisant uniquement leurs pensées. L'approche, connue sous le nom de contrôle partagé, pourrait aider les personnes paralysées à acquérir une nouvelle mobilité en transformant les signaux cérébraux bruts en commandes plus compliquées.

Contrôle de la pensée: L'étudiante au doctorat Michele Tavella utilise un fauteuil roulant qui utilise un contrôle partagé pour naviguer. Les signaux du cerveau sont traduits en commandes simples comme avancer ou gauche ; la chaise contourne alors tout obstacle.

Le fauteuil roulant, développé par des chercheurs de l'Ecole polytechnique fédérale de Lausanne, comprend un logiciel qui peut prendre une commande simple comme aller à gauche et évaluer la zone immédiate pour comprendre comment suivre la commande sans rien toucher. Le logiciel peut également comprendre quand le conducteur veut naviguer vers un objet particulier, comme une table.

Plusieurs technologies permettent aux patients de contrôler des ordinateurs, des prothèses et d'autres appareils à l'aide de signaux captés par les nerfs, les muscles ou le cerveau. L'électroencéphalographie (EEG) est apparue comme un moyen prometteur pour les patients paralysés de contrôler les ordinateurs ou les fauteuils roulants. Un utilisateur doit porter une calotte et suivre une formation de quelques heures par jour pendant environ cinq jours. Les patients contrôlent la chaise simplement en imaginant qu'ils déplacent une partie du corps. Penser à déplacer la main gauche indique à la chaise de tourner à gauche, par exemple. Les commandes peuvent également être déclenchées par des tâches mentales spécifiques, telles que l'arithmétique.

Mais l'EEG a une précision limitée et ne peut détecter que quelques commandes différentes. Maintenir ces exercices mentaux lorsque vous essayez de manœuvrer un fauteuil roulant dans un environnement encombré peut également être très fatigant, dit, José del Millan , directeur des interfaces cerveau-machine non invasives à l'Institut fédéral de technologie, qui a dirigé le projet. Les gens ne peuvent pas maintenir ce niveau de contrôle mental pendant de longues périodes, dit-il. La concentration requise crée également des signaux plus bruyants qui peuvent être plus difficiles à interpréter pour un ordinateur.

Le contrôle partagé résout ce problème car les patients n'ont pas besoin de demander continuellement au fauteuil roulant d'avancer ; ils n'ont besoin de penser à la commande qu'une seule fois, et le logiciel s'occupe du reste. Le fauteuil roulant peut prendre en charge les détails de bas niveau, c'est donc plus naturel, dit Millán.

Le fauteuil roulant est équipé de deux webcams pour l'aider à détecter les obstacles et à les éviter. Si les conducteurs souhaitent s'approcher d'un objet plutôt que de le contourner, ils peuvent donner une commande de remplacement. La chaise s'arrêtera alors juste avant l'objet.

Dans le prototype de Millán, 16 électrodes surveillent l'activité cérébrale de l'utilisateur. Jusqu'à présent, il n'a été testé sur aucun patient paralysé.

Damien Coyle , chercheur au sein du groupe Brain-Computer Interfacing and Assistive Technology de l'Université d'Ulster, affirme que les signaux EEG peuvent être lents et difficiles à utiliser. Pour cette raison, dit-il, de nombreux chercheurs cherchent des moyens d'utiliser le contrôle partagé, et le projet de Millán est un bon exemple de sa mise en pratique. Plus vous avez de contrôle partagé, meilleure est l'interface cerveau-ordinateur et plus la personne peut se déplacer rapidement d'un endroit à un autre, explique Coyle.

L'équipe de Millán développe des capacités de reconnaissance d'objets pour rendre la chaise suffisamment intelligente pour s'arrimer automatiquement à une table ou à un bureau afin de s'assurer que la chaise est suffisamment proche et non inclinée.

cacher