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Solution

Mind & act : les interfaces cerveau-machine, 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 ?

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.

Solène Le Bars, R&I Programm Management France, Capgemini Engineering

Nos démonstrateurs

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

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

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.

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.

En tant que docteure en neurosciences et neuropsychologue, j’aborde la question des ICM avec un regard clinique, orienté vers les bénéfices que peut apporter une telle technologie dans le cadre du handicap moteur ou de certaines pathologies neurologiques.

Solène Le Bars, R&I Programm Management France, Capgemini Engineering