Hier on s'en souvient, l'ordinateur était entièrement contrôlé au clavier, à la ligne de commande. Les souris ont rapidement fait leur apparition avec les premières interfaces graphiques, qui ont grandement participé à la popularisation des PC à travers le monde. En 2008, c'est l'ère du tactile qui a vraiment explosé, portée par la vague des iPhones, même si le concept du multimédia contrôlable au doigt n'est pas nouveau ; on se souvient de
cet article, qui avait visé très juste à l'époque. Inutile de préciser que l'apparition de la souris n'a pas fait disparaître la ligne de commande, de la même façon que le tactile ne pourra jamais remplacer complètement la souris, ce sont juste des améliorations.
(ou pas, voir cet article que j'ai écrit sur les interfaces et le tactile)
Ce qui va nous intéresser aujourd'hui, c'est ce qui a de grandes chances de supplanter un jour le tactile : le contrôle par la pensée. C'est une technologie en développement, encore lourde, peu pratique, et encore trop onéreuse pour se retrouver dans le foyer du consommateur lambda, mais elle mérite qu'on s'y attarde un instant, car elle est promise à un grand avenir. On la nomme
IND en franco-français, mais le terme communément utilisé est celui de
BCI.
Le concept
CBI par électrode pénétrant
Il s'agit de permettre à l'utilisateur de contrôler un software par la pensée. Pour comprendre comment cela est possible, il faut avoir quelques bases de neurobiologie. Tout d'abord, l'essor de l'imagerie fonctionnelle au cours du XXème siècle a permis de montrer que certaines régions du cerveau étaient spécialisées. Il existe par exemple des zones spécialisées dans la mémoire, d'autres dans les réflexes, et d'autres encore dans la motricité (c'est-à-dire l'exécution de mouvements).
Les neurones communiquent entre eux grâce à des impulsions électriques, et pour simplifier énormément, on peut imaginer que plus une région du cerveau est sollicitée, plus elle est active électriquement. Cette activité est détectable par des électrodes. Les neuroscientifiques se sont donc dit que l'on pourrait interpréter les signaux électriques émis par les régions d'intérêt du cortex cérébral (surface du cerveau, support de l'activité motrice) pour en déduire le geste effectué
ou imaginé par le cobaye. On a donc par exemple demandé à la personnes de fermer leur main droite, puis on a étudié et stocké les caractéristiques des ondes électriques émises (fréquence, amplitude...).
On constitue ainsi une banque de données d'ondes associées à des mouvement (relativement variable selon les individus).
De cette façon, lorsque ces ondes sont détectées , on sait que le cobaye a voulu, par exemple, fermer sa main droite. Ensuite, il suffit d'associer, par exemple, la fermeture de la main à un clic de souris, le tirage de langue au mouvement vers le haut, etc. De cette façon, en s'imaginant fermer la main, la personne clique, en s'imaginant tirer la langue, elle déplace le curseur... Les exemples sont grossiers, mais au moins c'est imagé.
Les BCIs permettent donc de détecter et d'interpréter l'activité cérébrale grâce à des électrodes et à une banque de données d'ondes établie au préalable.
La pratique
On s'en serait douté, la théorie est belle, mais l'on se heurte à de nombreuses embûches lors de l'application. La principale est la qualité variable des signaux détectés. En effet, plus le signal est de bonne qualité, plus il est facile à interpréter :
il ne s'agirait pas de confondre un déplacement vers le haut et un clic ! Or, la qualité du signal varie énormément en fonction de l'instrument qui sert à le détecter, et plusieurs méthodes sont déjà en lice, avec leurs avantages et leurs inconvénients.
électroencéphalographie
électrocorticographie
- L'électroencéphalographie est l'analyse des signaux électriques à la surface de la peau du crâne. Si c'est une méthode facile à mettre en œuvre : on pose simplement des électrodes à la surface de la tête et c'est parti, pas d'opération, rien de définitif, juste un bonnet ou un casque qui reçoit les ondes. Les résultats sont pour l'instant peu encourageants côté précision du fait des interférences causées par la boîte crânienne, ce qui rend l'apprentissage plus fastidieux.
- Les électrodes pénétrant directement à l'intérieur du cerveau permettent des meilleurs résultats, mais sont très invasives et potentiellement instables : elles sont implantées chirurgicalement à un endroit précis, et risquent de bouger par la suite.
- Pour info, une troisième méthode existe. Nommée électrocorticographie, c'est grossièrement la combinaison des deux : un quadrillage d'électrodes est placé sur une zone de cerveau, entre le cerveau et le boîte crânienne (et non dans le cerveau comme avec l'électrode pénétrante). Elle présente d'autres avantages que je n'exposerai pas ici.
CBI anodine par électroencéphalographieLes CBIs ne sont à ce jour pas encore assez évoluées pour débarquer dans nos foyers. Substantiellement, elles permettent le contrôle d'un curseur qui permet par exemple de se déplacer dans un environnement 2D ou d'épeler des mots via un clavier virtuel : on n'en est pas encore à la dictée directe à l'ordinateur, malheureusement. Mais alors, quel intérêt ?
Aujourd'hui, ces appareils sont principalement destinés aux personnes paralysées, dont on peut dire qu'elles sont enfermées dans leur corps. Les BCIs permettent à ces personnes de communiquer des ordres directement grâce à leur cerveau, que ce soit à un ordinateur ou à une machine (fauteuil roulant) sans nécessiter d'activité musculaire aucune : c'est souvent vécu comme une véritable libération !
Pour l'exemple, un patient du Pr Wolpaw (un des chefs de file de cette technologie encore naissante) est équipé d'un système BCI depuis deux ans, et ça lui a permis de travailler dans la recherche biomoléculaire, avec 3 employés sous sa tutelle !
Seule la première méthode, qui ne nécessite aucun type de chirurgie mais juste la mise en place temporaire d'un bonnet ou d'un casque, a des chances de se démocratiser. Les deux autres sont bien réservées aux personnes handicapées nécessiteuses d'une technologie très performante dès maintenant.
Un logiciel pour BCI: OpenViBe
OpenViBe, fruit d'un travail commun entre l'
INSERM et l'
INRIA (organismes français pour la médecine et l'informatique), est un logiciel libre tournant sous windows et linux et offrant une interface de développement et un tas de fonctionnalités pour l'interprétation des signaux neuronaux provenant de BCIs. En effet, il existe une partie informatique au travail d'interprétation, et OpenViBe, présente l'avantage d'être un projet Open Source, sous licence L-GPL (codé en C et utilisant GTK, ça devrait rappeler pas mal de choses à certains d'entre vous
).
Citation : OpenViBeLe logiciel OpenViBE est une véritable « interface » conçue pour traduire ce qui se déroule dans le cerveau en commande informatique.
A ce jour, quatre applications ont été développées grâce à OpenViBe : Une aide à la saisie de texte pour paralytiques et trois jeux (vaisseau spatial, handball et univers virtuel). Il ne tient qu'à vous d'imaginer les folies que pourrait permettre une telle technologie, une fois efficace, et ce quelque soit le milieu !
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