Le robot de téléprésence pour les personnes handicapées prend des directions à partir de signaux cérébraux

Des personnes atteintes de handicaps moteurs sévères testent une nouvelle façon d'interagir avec le monde, à l'aide d'un robot contrôlé par des signaux cérébraux.

Un utilisateur peut diriger le robot simplement en pensant.

Un robot expérimental de téléprésence créé par des chercheurs italiens et suisses utilise sa propre intelligence pour faciliter les choses pour la personne qui l'utilise, un système appelé contrôle partagé. L'utilisateur indique au robot où aller via un casque de détection des ondes cérébrales, et le robot s'occupe de détails comme éviter les obstacles et déterminer le meilleur itinéraire à suivre.

Le robot est essentiellement un ordinateur portable monté sur une base roulante - l'utilisateur voit l'environnement du robot via la webcam de l'ordinateur portable et peut converser avec des personnes via Skype.

Pour déplacer le robot, les utilisateurs portent une calotte ornée de capteurs d'électroencéphalogramme (EEG) et imaginent des mouvements avec leurs pieds ou leurs mains. Chaque mouvement correspond à une commande différente, comme avant, arrière, gauche ou droite. Le logiciel traduit les différents signaux générés en actions pour le robot.

Cependant, le logiciel de contrôle du robot décide lui-même de la meilleure façon de modifier les trajectoires et d'accélérer pour arriver là où on lui a dit d'aller. Il dispose de neuf capteurs infrarouges qui l'alertent des obstacles, qu'il peut contourner tout en suivant les indications de l'utilisateur.

Cette conception rend le robot suffisamment facile à utiliser pour offrir un moyen pratique de donner plus d'indépendance aux personnes handicapées, explique Robert Leeb, chercheur à l'Ecole polytechnique fédérale de Lausanne qui a travaillé sur le projet. Imaginez un utilisateur final allongé dans son lit à la maison connecté à tous les équipements nécessaires pour subvenir à ses besoins, dit-il. Avec un tel robot de téléprésence, il pourrait à nouveau participer à sa vie de famille.

Les chercheurs ont testé le robot en faisant naviguer des personnes avec et sans handicap moteur dans plusieurs pièces remplies d'obstacles. Les deux groupes ont réussi à suivre le parcours à des moments similaires. Ils devaient utiliser moins de commandes que lorsqu'ils contrôlaient entièrement le robot et terminaient le parcours plus rapidement.

Les participants sans handicap moteur ont également été testés sur la rapidité avec laquelle ils pouvaient naviguer manuellement dans le robot sans lui donner aucune autonomie. L'étude a révélé que leur temps n'était que légèrement plus court que lorsqu'ils partageaient le contrôle et naviguaient via une interface cerveau-ordinateur. Les chercheurs ont publié leurs résultats dans un récent numéro de la revue Actes de l'IEEE.

Les chercheurs explorent l'utilisation d'interfaces cerveau-ordinateur pour tout, du pilotage des fauteuils roulants au déplacement des membres prothétiques. Les versions implantées dans le cerveau peuvent donner aux gens un contrôle impressionnant des membres robotiques, mais sont difficiles à installer et à entretenir, et peu utilisées (voir The Thought Experiment ).

Les interfaces cerveau-ordinateur non invasives qui écoutent les signaux EEG simplement en touchant le cuir chevelu en plusieurs points sont moins puissantes mais plus pratiques. Des systèmes simples sont disponibles pour un usage domestique, comme le bandeau Muse, destiné à aider à la méditation, et Emotiv, conçu pour les jeux (voir Brain Games).

Au cours des cinq dernières années, les interfaces cerveau-ordinateur ont fait un grand pas hors du laboratoire vers des environnements plus cliniques et domestiques, explique Gernot Muller-Putz, qui dirige l'Institut BCI de l'Université de technologie de Graz en Autriche. Les appareils qui étaient conçus pour les chercheurs ont été repensés en mettant davantage l'accent sur les besoins des personnes qui pourraient vouloir ou avoir besoin de les utiliser pour interagir avec la technologie, dit-il.

Cependant, dit Leeb, son système de contrôle partagé pour les robots ne sera pas commercialisé avant des années. La plupart des efforts de commercialisation des interfaces cerveau-ordinateur basées sur l'EEG se concentrent sur des dispositifs à usage unique à faible coût, et non sur la fabrication de capteurs de haute qualité qui pourraient être utilisés dans de nombreuses applications différentes.

Si nous développons un système qui peut ensuite être utilisé facilement par tout le monde, tout comme un téléphone portable, cela pousserait la technologie d'interface cerveau-ordinateur à grande échelle, dit Leeb.

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