De l’homme réparé à l’opérateur augmenté, trois projets qui utilisent la technologie pour nous soulager

Si le transhumanisme renvoie souvent à l’idée de surperformance, les nouvelles technologies peuvent aussi augmenter l’homme pour le soulager. La preuve avec trois projets de recherche présentés à l’occasion d’une conférence à Nantes, mardi 29 janvier.

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De l’homme réparé à l’opérateur augmenté, trois projets qui utilisent la technologie pour nous soulager
Image de simulation en réalité augmentée.

Le transhumanisme suscite bien des fantasmes. Si la science-fiction nous abonde d’images d’homme-robot aux capacités décuplées, la recherche progresse vers un autre chemin. Plutôt que de chercher à rendre l’homme surperformant, plusieurs projets tentent d’utiliser les technologies pour réparer les corps blessés ou améliorer nos conditions de vie. La preuve avec trois projets présentés mardi 29 janvier à Nantes à l’occasion d’une journée sur l’Homme augmenté organisée par les Pôles de compétitivité Images & Réseaux et EMC2 des régions Pays de la Loire et Bretagne.

Mettre du son 3D dans les prothèses auditives

Si les prothèses auditives permettent à une personne souffrant de surdité de mieux entendre, elles montrent leurs limites dans les ambiances très bruyantes. "Les prothèses auditives actuelles ne permettent pas de suivre une conversation dans les milieux bruités car leurs filtres audio détruisent les informations qui caractérisent la localisation des sources sonores", explique le Professeur Renaud Seguier, responsable de l’équipe de recherche FAST (Facial Analysis, Synthesis & Tracking) de Centrale Supélec, campus de Rennes. Autrement dit : elles ne permettent pas à celui qui les porte de localiser la source du son qu’il veut suivre.

Si notre cerveau est naturellement capable d’identifier la localisation des sons, c’est parce qu’il a appris comment ils se déforment selon leur provenance. Une capacité liées aux fonctions de transfert du signal sonore, appelées HRTF (Head related transfert functions), propres à chaque individu : selon la forme de nos épaules, de notre tête et surtout de nos oreilles, le son est déformé d’une certaine manière quand nous le captons. C’est ce qu’on appelle le son 3D.

L’équipe de recherche de Renaud Seguier s’est donnée donc deux défis. Le premier est de créer des HRTF personnalisées selon la forme de l’oreille de l’individu. Pour cela, elle a créé le modèle 3D d’une oreille, à partir du scanner de 150 oreilles d’étudiants de Central Supélec, qu’elle déforme selon la photo de l’oreille des participants au programme de recherche. La deuxième étape sera ensuite de réussir à intégrer ces HRTF dans les prothèses auditives.

Créer un fauteuil roulant intelligent

La France compte aujourd’hui 1,8 millions de personnes en fauteuil roulant, dont 10% circulant avec un fauteuil électrique. Si cet outil permet d’accéder à une conduite autonome, il demande au pilote d’avoir certaines capacités cognitives comme l’attention. "Nous avons observé que la conduite de ces fauteuils devient plus difficile quand le patient vieillit ou perd en autonomie", relève Bastien Fraudet, cadre de santé au pôle Saint-Hélier, un établissement de santé rennais notamment spécialisé en rééducation, et coordinateur de son centre d’expérimentation Living Lab Isar. Face à cette problématique de terrain, le Living Lab Isar s’est rapproché de l’équipe de robotique interactive Rainbow de l’Inria Rennes pour travailler sur un projet commun : développer un fauteuil roulant intelligent, où le contrôle de la conduite est partagé entre l’intention du pilote et la commande de navigation du fauteuil.

"Nous travaillons à développer un système d’assistance à la navigation qui soit facilement intégrable sur n’importe quel fauteuil du marché, explique Marie Babel, maître de conférence à l'INSA de Rennes et chercheuse en robotique d’assistance aux personnes. L’objectif est de coupler la commande de l’utilisateur avec une commande propre au fauteuil capable de rectifier la trajectoire en cas d'erreur, d’éviter des obstacles au sol peu visibles par le conducteur, voire de l'aider dans des manoeuvres compliquées." L’innovation dans ses solutions, développées notamment dans le cadre du projet européen ADAPT, réside dans la manière de fusionner les différentes informations : l'équipe a travaillé autour de l'asservissement par rétroaction pour permettre la modification progressive de la trajectoire du fauteuil selon l’intention de l’utilisateur, la vitesse et l’orientation du fauteuil et les informations communiquées par les capteurs sur l’obstacle. Une formule qui permet d’assister l’utilisateur sans même qu’il ne s’en rende compte et donc d'assurer la bonne acceptabilité de cette technologie.

Visualiser la charge mentale des opérateurs

Simuler les tâches des opérateurs et leurs espaces de travail grâce à des avatars travaillant dans la réalité virtuelle afin de fournir des données factuelles aux ergonomes est l’une des activités de la société HRV basée à Changé (Mayenne). Ces données sur l’activité bio-mécanique du travailleur doivent faciliter l’identification et la prévention des risques de troubles musculo-squelettiques (TMS). Mais qu’en est-il des risques psycho-sociaux ?

Face à cette question, l’entreprise de 12 salariés a décidé de se lancer dans un projet plutôt ambitieux : tenter de mesurer le stress et les activités cognitives des opérateurs. L’objectif est encore une fois de fournir des données factuelles aux ergonomes pour les aider dans leurs missions. Dans le cadre de ce projet intitulé Mistrac et qui devrait durer deux ans, HRV va utiliser différents capteurs pour la mesure de l’activité électrique du cœur (capteur électrocardiographe pré-amplifié ECG), de la conductance électrique de la peau qui traduit généralement le stress (capteur GSR) et de l’activité électrique du cerveau (capteur d'électroencéphalographie EEG).

Elle s’intéresse aussi aux méthodes de captation des mouvements de l’œil, dites "eye tracking". "Nous allons équiper des opérateurs de capteurs afin de récolter des données sur leurs stress et leurs activités cognitives et développer des algorithmes d’intelligence artificielle capable d’analyser ces données", explique Arnaud Cosson, directeur général d’HRV. Si cette première étape réussit, les données collectées viendront nourrir des modèles de simulation qui aideront à anticiper les charges cognitives liées à de nouvelles tâches ou environnements de travail.

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