IA - BIO : Un exosquelette pour des membres surnuméraires.

Depuis quelques temps, plusieurs posts ont été consacrés à la cobotique et aux exosquelettes. L'ENSC s'intéresse à ces domaines appliqués à l'industrie, notamment avec des thèses Cifre avec le groupe Safran (2 thèses avec Herakles et 1 avec Aircelle). L'équipement programmé de l'école permettra d'ailleurs de former concrètement tous les élèves ingénieurs à la problématique.

La première vocation de la cobotique et particulièrement de l'exosquelette est d'augmenter les capacités et la performance de l'homme. Or l'hypothèse première est jusqu'ici consacrée à la force ou l'amplitude et la précision du mouvement ou du geste ainsi artificiellement augmentés.

L'équipe de robotique du laboratoire d'Arbeloff du MIT à Boston à exploré une autre piste qui nous paraît fort intéressante. Plutôt que de s'intéresser à l'augmentation de la performance des membres de l'utilisateur, les chercheurs ont opté pour une augmentation quantitative. Ils ont donc imaginé une prothèse robotique qui, une fois portée, permet à son utilisateur de bénéficier d’un ou deux prolongements supplémentaires : la problématique de "Shiva" ou celle de la pieuvre si l'on préfère.

Ce type de squelette artificiel complémentaire se nomme SRL (pour supernumerary robotic limbs), et sont des prothèses robotiques qui, lorsqu'elle sont portées, offrent un ou plusieurs membres de plus que d’ordinaire.

L’appareil qui pèse moins de 10 kilos et facile à porter : il s’attache aux épaules ou aux hanches de l'opérateur, laissant ainsi une entière liberté d'utilisation de ses membres pour des gestes naturels. 

Pour l'instant, l'appareillage n'est pas contrôlé par une interface BCI (cerveau-machine) ou par des capteurs EMG (activité myo-électrique), ce qui devrait être une piste de développement à privilégier. Par exemple, et c'est très intéressant, l’appareil dispose d'une capacité d'intelligence artificielle lui permettant d’apprendre à partir des mouvements du corps de la personne qui le porte en fonction de la tâche à faire. Ainsi, cet exosquelette permet par exemple d’ouvrir des portes laissant à son utilisateur les mains libres, pour porter des charges légères, fragiles ou pour utiliser un ordinateur portable.

Le développement IA Les chercheurs travaillent sur le développement d'algorithmes d'apprentissage de routines permettant, par exemple l’utilisation de certains outils ou la systématisation de certains comportements opératoires précis. Le but est, à terme, d'obtenir un exosquelette compagnon, qui servira à porter des objets, manipuler des éléments toxiques ou dangereux pour les mains des opérateurs, et soulager les tâches en proposant ou triant des outils pendant l’exécution d’une tâche de manipulation naturelle.

On voit ainsi une nouvelle application de la vocation de convergence entre différents domaines technologiques, la robotique et l'IA, et les sciences du comportement naturel, telles que l'ethnologie humaine, la bio mécanique et l'ergonomie en situation complexe.
Voir une vidéo du MiT (ici).

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IA : Une commande BCI pour piloter des avions.

L' équipe du professeur Florian Holzapfel de l’Université Louis-et-Maximilien de Munich, a mis au point un système de pilotage aérien par BCI.
La technique BCI (brain-computer interface, ou interface directe cerveau-machine) est connue depuis les "tortues" de Gray Walter dans les années 1950 à Bristol. Elle consistait alors à donner des ordres à un robot autonome directement par l'électroencéphalogramme. Le principe a récemment été repris en robotique et on voit apparaitre depuis quelques années une réinvention de la technique à propos de la communication homme système, notamment en conduite automobile ou pour la commande des fauteuil des personnes lourdement handicapées dans leurs activités motrices. Une formation au BCI est d'ailleurs mise au programme de l'ENSC (2ème année) depuis une dizaine d'années grâce à sa collaboration avec l'ETSI Telecomunicación de l'Université de Málaga (lien).
Le projet "brainflight" de Florian Holzapfel est du même principe et s'applique au pilotage des aéronefs.  Une vidéo (ici) montre un des membres de l’équipe aux commandes d’un simulateur de pilotage aéronautique. Ce dernier effectue une approche de piste et un atterrissage sans jamais se servir de ses mains, simplement équipé d’un casque EEG et d'un système convertissant les signaux bioélectriques en commandes de pilotage.
Info (ici). Voir le projet "BrainFlight" (ici).