Cet appareil soutenu par le Raspberry Pi permettra à n’importe qui de connecter son cerveau à un ordinateur
Cet appareil abordable soutenu par le Raspberry Pi permettra à n’importe qui de connecter son cerveau à un ordinateur,
le projet vise à réduire les barrières techniques pour favoriser la familiarisation avec l’interface cerveau-ordinateur
Avec développement de la science et de la technologie, la manière d’interagir avec les ordinateurs a considérablement évolué. Aujourd’hui, les technologies les plus avancées utilisent par exemple l’iris de l’homme pour déplacer le curseur ou valider des informations à l’ordinateur. Ildar Rakhmatulin, un chercheur de l’Imperial College au Royaume-Uni, a pour sa part mis au point un appareil qui permet de convertir un ordinateur monocarte Raspberry Pi en une interface cerveau-ordinateur. Cet appareil baptisé PiEEG ou bouclier par son concepteur ambitionne de démocratiser les outils de communication par la pensée avec les ordinateurs. Mais pourra-t-il y parvenir ? Les utilisateurs en ont-ils vraiment besoin ?
PiEEG est un module complémentaire que l’on connecte au Raspberry Pi. Comme d’autres appareils d’électroencéphalographie (EEG), d’électromyographie (EMG) et d’électrocardiographie (ECG), le PiEEG serait capable de mesurer les signaux électriques du cerveau et par-delà interpréter ces signaux reçus pour exécuter des tâches précises. Selon Rakhmatulin ce projet a été lancé parce qu’il a remarqué que l’intérêt pour les neurosciences augmentait au fil des ans. Au début, Rakhmatulin a inventé une petite interface cerveau-ordinateur portable. Selon la description faite par le chercheur, cet appareil EEG compact qui avait une forme circulaire et un rayon de seulement 25 mm permettait une utilisation quotidienne confortable de jour comme de nuit. Pour fonctionner, il fallait envoyer les données collectées par l’appareil vers un serveur personnel à l’aide du protocole TCP-IP, ce qui permettait un fonctionnement sans fil et une amplitude de mouvement décente pour l’utilisateur. Ce premier modèle était également doté d’une capacité intégrée de suppression de bruit pour améliorer la précision des enregistrements avec un bruit d’entrée de crête inférieur à 0,35 μV. Après sa conception, le coût total de ce premier modèle revenait à environ 350 $ pour 24 électrodes. Mais la pénurie de puces qui est survenue entre 2020 et 2021 a fait croître de manière considérable le coût de l’appareil. Pour ne pas abandonner son projet, le chercheur a décidé de lancer une seconde version de son interface cerveau-ordinateur, mais cette fois en s’appuyant sur un Raspberry Pi.
Le choix du Raspberry Pi a été fait, car selon Rakhmatulin, c’est l’ordinateur monocarte le plus populaire sur le marché et le moyen le plus simple de commencer à faire les premiers pas en neurosciences. Pour cette seconde itération, le chercheur explique que le bouclier peut être obtenu à l’aide Raspberry Pi 3 ou 4, qui coûte moins de 100 $. Il s’avère donc peu coûteux et facile à entretenir. Associé au module complémentaire, le PiEEG coûtera entre 250 et 350 dollars avec les caractéristiques ci-dessous :
- Compatible avec Raspberry Pi 3 ou 4
- 8 canaux pour connecter des électrodes humides ou sèches
- Transfert de données via le protocole SPI avec une fréquence de 250 SPS à 16 kSPS et une résolution de 24 bits par canal
- Gain de signal programmable : 1, 2, 4, 6, 8, 12, 24
- Capacité à mesurer l’impédance
- Rapport de rejet en mode commun CMRR : 120
- Bruit interne : 0,4 μV
- Bruit externe : 0,8 μV
- Rapport signal sur bruit (SNR) : 130 dB
- LED pour indication d’alimentation et indication de connexion ADS1299
- 3 broches libres pour connecter des objets externes (masse et canal Raspberry Pi)
- 33 broches du Raspberry Pi GPIO peuvent être utilisées pour diverses tâches, comme la connexion de périphériques externes
- Programmation facile avec le logiciel open source fourni pour la lecture et le traitement des données en Python, C et C++
Pour ceux qui souhaitent s’en procurer, une campagne de financement participatif a été lancée depuis peu. La version 4 canaux du PiEEG coûte 250 dollars et celle disposant de 8 canaux coûte 350 dollars.
Rakhmatulin et ses collaborateurs ont également publié un article démontrant sa fonctionnalité — ils ont pu contrôler une souris en jouet en clignant des yeux. « Mais le potentiel est beaucoup plus grand et l’appareil peut être utilisé dans de nombreuses industries différentes, selon les souhaits et les capacités de l’utilisateur », a-t-il écrit.
En effet, rapporte Rakhmatulin, les signaux du PiEEG peuvent être utilisés par exemple pour le contrôle de la maison intelligente, les jeux, la robotique, l’entrée de clavier virtuel ou même des expériences polygraphiques de bricolage. L’appareil « peut être également utilisé par les passionnés d’apprentissage automatique pour créer des projets de contrôle de robots et de membres mécaniques avec le pouvoir de la pensée, le contrôle du sommeil, le contrôle de la méditation, ou encore comme détecteur de mensonges et bien d’autres », souligne Rakhmatulin.
La bonne nouvelle avec ce genre de projets à faible coût est qu’il pourrait permettre d’en apprendre plus sur le cerveau au cours des 10 prochaines années que nous en avons appris au cours des 50 dernières. Toutefois, le problème serait maintenant de trouver des personnes qui acceptent que n’importe puisse se connecter à leur cerveau. Mais en plus, des difficultés matérielles ne sont pas à exclure. En effet, il est rapporté que les électrodes s’usent rapidement avec le temps, ce qui pourrait faire grimper le coût de l’utilisation de l’appareil. En plus, il faut trouver le moyen de maintenir ces électrodes en place sur une longue période, ce qui n’est pas aisé lors des expérimentations.
Mais déjà avec la possibilité à moindre coût de lire les signaux du cerveau et d’exécuter des tâches à partir de ces signaux, le débat controversé sur la conservation de la mémoire humaine dans un dispositif de stockage refait surface. D’un côté, nous avons les personnes qui souhaitent voir un jour cela se réaliser afin de pouvoir se déverser dans un autre corps si celui qu’ils utilisent depuis la naissance ne les convenait plus. Mais d’un autre côté, nous avons le groupe des personnes qui estime qu’éthiquement cela poserait plusieurs problèmes, car dans un premier temps, on ne sait pas si c’est réellement vous qui êtes dans le nouveau corps ou si c’est une autre personne. En sus, cela pourrait également poser le problème du clonage, car s’il est possible de transférer la personnalité d’un individu dans un autre dispositif de stockage, il serait possible d’en faire plusieurs copies.
Source : Site du chercheur, Rapport de l'expérience effectuée,
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