Mind & Act : les interfaces cerveau-machine, l’avenir de la santé et de l’industrie

Comment les interfaces cerveau-machine (ICM) peuvent-elles soutenir l'avenir de l'industrie et de la santé ?

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    1,2Md$

    Marché mondial des neuro-technologies en 2019 

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    Collaborations : ENSIEA, ENSAM, ENSCI et INCC 

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    Démonstrateurs en cours de développement 

Remettre l'humain au cœur de l'industrie 4.0

Une interface cerveau-machine (ICM) – Brain computer interface en anglais (BCI) – est un dispositif qui permet de traduire l’activité cérébrale en une commande digitale compréhensible par un ordinateur ou un robot.

Bien que les premières recherches portant sur l’ICM aient davantage fait l’objet de développement important pour des applications cliniques et biomédicales, l’ICM suscite un intérêt grandissant dans l’industrie 4.0.
En effet, contrairement aux procédures d’automatisation des tâches qui visent à annihiler les interventions humaines, l’ICM cherche à remettre l’humain au cœur des processus clés.

Parmi ces potentielles applications industrielles, figurent ainsi:

  • L’aide à la performance industrielle,
  • La minimisation de la charge cognitive des opérateurs,
  • Le contrôle de machine en simultané entre la commande humaine et la réponse de du robot.
  • La prévention et la gestion des risques industriels ou erreurs humaines
  • La sécurisation des opérateurs en situation critique

Le développement de telles applications suppose donc de relever un grand nombre de défis. Malgré ces challenges, l’apport de cette technologie pour l’industrie 4.0 pourrait être majeur.

Répondre aux défis de l'Interface Cerveau-Machine

Dans le cadre de notre projet Mind & Act, nous testons et développons des solutions d’ICM non invasives, mobiles, intelligentes, interactives et adaptables à l’industrie et à la médecine de demain.

Cela pose donc un grand nombre de défis scientifiques, techniques et technologiques, de fiabilité et de robustesse des systèmes, de leur design et ergonomie, mais aussi bien sûr sociaux, philosophiques et éthiques, en lien avec l’acceptabilité individuelle et sociale.

Pour répondre à ces défis, nos équipes de chercheurs et experts étudient différents scénarios d’application dont l’objectif est de :

  • Commander un ou plusieurs robots par la pensée et à distance
  • Surveiller le stress, la vigilance et la charge cognitive pour prévenir les risques
  • Entraîner ou rééduquer les processus attentionnels et cognitifs, grâce à l’ICM couplée à la réalité augmentée ou à la réalité virtuelle
  • Réaliser des opérations de maintenance par la pensée et des lunettes de RA
Un enjeu majeur autour de ce sujet passionnant est d’explorer des usages réellement utiles et soutenables d’une technologie émergente qui est citée comme technologie clé du futur. Lipsa NAG Docteure en Biophysique et Business analyst, cheffe de projet Mind & Act

Nos démonstrateurs

  • BCI IN industry 4.0

    CONTEXTE

    Les opérateurs d’aujourd’hui effectuent des actions de contrôle de conformité, de maintenance ou de validation, souvent complexes, répétitives, nécessitant une forte concentration et occupant les deux mains.

    SOLUTION

    Solution d’Interface Cerveau Machine active couplée à des lunettes de réalité augmentée permettant aux opérateurs de valider ou d’exécuter une action/une commande par la pensée.

    VALEUR AJOUTEE

    • Pouvoir valider une action sans avoir à utiliser ses mains (déjà prises, gants etc.) ou sa voix dans un environnement bruyant, complexe, pouvant être plurilingue
    • Gain de productivité
    • Réduction des erreurs
    • Réduction des risques associés
    • Entrainement associé à la tâche
  • LE CONTRÔLE DE DRONE

    CONTEXTE

    Les opérateurs d’aujourd’hui sont amenés à réaliser plusieurs actions complexes en même temps. Parmi ces tâches, le pilotage de drones et de robots devient de plus en plus répandu dans l’industrie 4.0 souvent dans des contextes difficiles.

    OBJECTIFS

    Permettre aux opérateurs de contrôler un drone par le regard ou la pensée, pour faciliter la procédure de pilotage,  libérer les mains, et réaliser d’autres actions en parallèle.

    VALEUR AJOUTEE

    • Réalisation d’une action sans avoir à utiliser ses mains (déjà prises, gants etc.) ou sa voix dans un environnement bruyant, complexe, pouvant être plurilingue
    • Gain de productivité
    • Réduction des erreurs
    • Réduction des risques associés
    • Pilotage de drone ou de robots accessible à des non-experts
  • BCI FOR NEURO FEEDBACK AND REHABILITATION

    CONTEXTE

    Les techniques d’interface cerveau-machine et le neurofeedback ont fait leur preuve dans la prise en charge de nombreux troubles neurocognitifs, neurodéveloppementaux ou encore moteurs. Néanmoins, leur usage peine à se démocratiser dans les services hospitaliers et à domicile, du fait d’un matériel souvent complexe à employer, encombrant et onéreux.

    OBJECTIFS

    • Proposer des prises en charges innovantes, simples et efficaces, tirant profit des nouvelles technologies (BCI, AR, VR).
    • Généraliser le déploiement de la BCI dans la prise en charge clinique de certains déficits moteurs, attentionnels ou cognitifs, à l’hôpital comme à domicile, grâce à l’usage de dispositifs légers et portatifs.
  • BCI FOR MENTAL STATE MONITORING

    CONTEXTE

    Certains collaborateurs et opérateurs évoluent dans des conditions de travail stressantes, complexes ou présentant de nombreux risques, tant sur le plan sanitaire qu’économique.

    OBJECTIFS

    • Détecter et prévenir les risques et erreurs humaines.
    • Assurer la sécurité de l’agent exposé à un environnement difficile, en détectant des signaux de détresse ou des seuils critiques concernant son niveau de stress, de charge cognitive ou de vigilance.
    • Optimiser les apprentissages en adaptant les formations aux états neurocognitifs enregistrés.

    VALEUR AJOUTEE

    • Diminution des situations dramatiques
    • Meilleure prise en charge en cas de problème
    • Aide à la gestion du stress/prise de décision
    • Faciliter l’usage et le déploiement de ces techniques support qui ont fait leurs preuves d’un point de vue clinique et éducatif.

MIND & ACT ET SON ÉCOSYSTÈME

Notre projet s’inscrit dans un écosystème de partenaires et de projets liés aux technologies et innovations développées dans nos recherches.

  • ENSCI : LA FRAT

    La FRAT est un collectif du master Innovation by Design de l’ENSCI Les Ateliers, première école de design en France.

    Notre direction R&I et La FRAT co-innovent pour créer des scénarios illustrant des futurs mettant en scène des usages d’ICM.

  • LAB ROBOTICS BY DESIGN

    La Strate School of Design a lancé un laboratoire collaboratif sur l’intelligence artificielle et les robots sociaux, avec la participation de plusieurs entreprises, leader mondiaux du conseil en design & innovation, de grandes écoles et de chercheurs internationaux.

    Capgemini Engineering et Frog lab se joignent au «Robotics by design Lab – AI, Robots & Humans? Ecologies of Living Together »qui vise à devenir une véritable plateforme d’expérimentation qui interroge la place de la robotique sociale et de l’intelligence artificielle à court, moyen et long terme, dans un contexte quotidien.

    Une réflexion de 4 ans, autour du sujet de la relation homme-robot qui accueillera quatre thèses CIFRE dont celle que nous développons sur la relation homme-animal en partenariat avec BNP Paribas Cardif, UPEC et Strate PhD : l’objectif de cette thèse est d’étudier des solutions pour préserver la relation homme-animal grâce à l’intelligence artificielle et à la robotique pour bien vieillir à la maison.

L'Equipe projet

 

 

Industry 4.0

L’industrie virtuelle du futur

Qu’est-ce que Industrie 4.0 signifie vraiment ? (document en anglais)

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