Une interface cerveau-ordinateur non invasive pour contrôler des objets par la pensée
Avec les BCI non invasives, il n’est peut-être pas nécessaire d’implanter une puce dans le cerveau pour tirer le meilleur parti de la technologie et paraître plus intelligent.
Un participant à l’étude suit un objet virtuel par la pensée. Carnegie Mellon University
L’idée d’avoir une puce intelligente dans le cerveau ne plaît pas à tout le monde. Toutefois, cela ne signifie pas que ces personnes ne peuvent pas réaliser ce qu’une personne dotée d’une puce intelligente peut faire.
Des chercheurs de l’université Carnegie Mellon (CMU) ont récemment montré qu’une interface cerveau-ordinateur (BCI) alimentée par l’IA et non invasive peut permettre à une personne de suivre un objet en mouvement sur un écran simplement en y pensant.
Les puces cérébrales promises par Neuralink d’Elon Musk, Synchron soutenu par Bill Gates et de nombreuses autres sociétés spécialisées dans les BCI se répartissent en deux catégories : les dispositifs invasifs et les dispositifs peu invasifs. Cela signifie que ces dispositifs sont implantés soit directement dans le cerveau, soit dans le crâne.
L’utilisation de ces BCI invasives suscite de nombreuses inquiétudes : que se passerait-il si le cerveau ou le crâne était endommagé lors de l’implantation de la puce, que se passerait-il si quelqu’un piratait la puce, comment la puce affecterait-elle la santé du cerveau à long terme, quelle est la garantie que les fabricants de puces n’utiliseront pas leurs données neuronales à mauvais escient, etc.
C’est là que les BCI non invasives, comme celui dont les chercheurs ont fait la démonstration dans leur étude, pourraient faire une énorme différence.
« Les BCI non invasives présentent de nombreux avantages par rapport à leurs équivalents invasives (Neuralink ou Synchron). Il s’agit notamment d’une plus grande sécurité, d’un meilleur rapport coût-efficacité et d’une capacité à être utilisé par de nombreux patients, ainsi que par la population en général », notent les chercheurs.
L’apprentissage profond fait fonctionner les BCI non invasives comme par magie
Le problème des BCI non invasives conventionnels est qu’ils ne sont pas aussi précis que les BCI invasives. Ils collectent des données à l’aide de capteurs externes qui ne sont pas en contact direct avec les tissus cérébraux, et toute perturbation de l’environnement de l’utilisateur peut affecter leur fonctionnement.
Selon les chercheurs de la CMU, les réseaux neuronaux profonds basés sur l’IA peuvent résoudre ce problème. Ils sont plus avancés que les réseaux neuronaux artificiels utilisés pour la reconnaissance faciale, la reconnaissance vocale et diverses autres tâches simples.
Un réseau neuronal profond comporte plus de couches et de nœuds qu’un réseau ANN, et il est donc utilisé pour des tâches plus complexes. Ils peuvent permettre à un ICB d’extraire des résultats précis même à partir d’ensembles de données complexes et volumineux présentant des distorsions et du bruit.
Par exemple, au cours de l’étude, 28 participants humains ont pu suivre en continu un objet à l’écran par la seule force de leur pensée.
Les chercheurs ont connecté des BCI non invasives à leur cerveau. Parallèlement, ils ont utilisé l’électroencéphalographie (EEG) pour enregistrer l’activité cérébrale des participants. Les données EEG ont été utilisées pour entraîner un réseau neuronal profond alimenté par l’IA.
« Ce réseau a été capable de comprendre directement ce que les participants avaient l’intention de faire avec des objets qui se déplaçaient continuellement, simplement en analysant les données des capteurs de l’interface cerveau-ordinateur (BCI) », notent les auteurs de l’étude.
Les BCI alimentées par l’IA peuvent également améliorer les robots
Les résultats de l’étude actuelle suggèrent qu’à l’avenir, les BCI non invasives alimentées par l’IA pourraient aider les individus à contrôler des appareils externes sans utiliser leurs mains et leurs muscles.
Cela pourrait faciliter l’interaction entre les personnes et la technologie, permettre aux scientifiques d’étudier en détail le fonctionnement du cerveau humain et améliorer la qualité de vie des personnes amputées ou handicapées.
« Nous sommes en train de tester son applicabilité non seulement à des sujets valides, mais aussi à des patients ayant subi un accident vasculaire cérébral et souffrant de déficiences motrices », a déclaré Bin He, l’un des auteurs de l’étude et professeur d’ingénierie biomédicale à l’université de Californie du Sud.
Toutefois, ce n’est pas la première fois que les auteurs de l’étude démontrent le potentiel des BCI non invasives. En 2019, ils ont utilisé une approche similaire, permettant à un bras robotique contrôlé par l’esprit de suivre le curseur d’une souris.
Ils estiment que les BCI non invasives alimentées par l’IA pourraient également conduire au développement de meilleurs dispositifs robotiques d’IA et d’assistants robotiques. « Nous testons actuellement cette technologie d’ICB non invasive alimentée par l’IA pour contrôler les tâches sophistiquées d’un bras robotique », a déclaré M. He.
L’étude est publiée dans la revue PNAS Nexus.
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Source : Interesting Engineering – Traduit par Anguille sous roche
