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futurologie - Page 53

  • Les promesses de la télépathie électronique pour lutter contre le handicap

    Les promesses de la télépathie électronique pour lutter contre le handicap

    La télépathie électronique, qui permet de faire bouger par la pensée, via des électrodes, des membres paralysés de personnes handicapés, donne de grands espoirs. Elle devrait permettre, à terme, de lutter contre la tétraplégie et les amputations.

    Atlantico : Récemment, un singe s'est montré capable de déplacer le bras d'un autre singe, simplement par la pensée. Quel est le processus mis en œuvre? Comment fonctionne le dispositif électrode-ordinateur qui a permis de traduire les pensées du singe "maitre" et d'actionner le bras du deuxième singe?

    Fabrice Papillon : L'expérience, menée par une équipe américaine de l'Université Cornell (et publiée dans la revue Nature Communications) met en présence deux macaques rhésus et un ordinateur. L'idée était la suivante : prouver que le cerveau, par la seule pensée, pouvait contrôler un membre inerte, paralysé, alors que toute communication "physique" (par les nerfs, les muscles) était impossible. Mais au lieu de tout faire avec un seul singe, handicapé, ils ont préféré 2 singes pour une démonstration plus probante. Le premier singe se trouvait face à un écran d'ordinateur. Son cerveau a été muni d'électrodes, pour capter ses ondes cérébrales. Celles-ci étaient ensuite interprétées par un puissant logiciel, pour en tirer les intentions du singe (ses souhaits, les actions qu'il voulait réaliser, etc.). Ensuite, à l'autre bout, un câble était relié à un second singe dont le bras était complètement paralysé (à la suite d'une anesthésie). Pour être précis, le câble était relié à la moelle épinière, dans la colonne vertébrale, dont le rôle est de transmettre les impulsions nerveuses aux muscles. Le résultat est stupéfiant : dans 82% des cas, lorsque le premier singe "pensait" mettre un curseur au cœur d'une cible, sur son écran d'ordinateur, ses intentions étaient interprétées par le logiciel, via ses électrodes, et transmises à la moelle épinière du deuxième singe. Celui-ci saisissait alors un joystick, comme dans un jeu vidéo, et déplaçait le curseur pour le mettre au cœur de la bonne cible ! La pensée du premier singe était donc transmise, via un logiciel et un câble, au bras du second singe qui agissait pour lui ! Et cela s'est reproduit plus de 8 fois sur 10… Sans compter que les scientifiques ont même inversé les rôles plusieurs fois : le singe "maître" est devenu le singe "exécutant" et vice-versa. Et les résultats étaient tout aussi impressionnants.

    Qu'est-ce que cela implique pour l'avenir? Verra-t-on des prothèses animées par la pensée? Quelles sont les applications que nous serions en mesure de concevoir, si tant est qu'une telle prouesse technique soit possible pour des humains?

    Bien sûr, l'idée est de réussir la même prouesse chez un seul et même singe et, à terme, chez l'homme. Prenons le cas d'une personne tétraplégique, totalement paralysée à la suite d'un grave accident par exemple. En général, sa paralysie provient d'une section de la moelle épinière, dans sa colonne vertébrale. L'idée, on le voit, serait de relier son cerveau (via des électrodes) à un ordinateur qui interpréterait ses pensées, puis, grâce à un câble relié à la moelle épinière sous le point de rupture du à l'accident, de transmettre les impulsions nerveuses aux muscles pour lui permettre d'utiliser ses membres ! Il s'agirait donc de "by-passer", court-circuiter la moelle épinière et les longs axones neuronaux (les longues tiges de nos neurones neuromoteurs qui se prolongent du cerveau vers les muscles à travers la moelle épinière) pour transmettre de manière artificielle des informations nerveuses et musculaires. Bien sûr, une telle perspective est très lointaine. Plus proche de nous, une équipe franco-japonaise que je connais bien, met au point une technique peut-être moins complexe, moins lointaine, mais tout aussi stupéfiante. L'équipe du Pr Abderrhamane Kheddar, près de Tokyo, au Joint Robotics Laboratory (laboratoire mixte CNRS ? AIST), a réussi par le même type de dispositif à traduire la pensée d'un homme (un étudiant, pour l'expérience) par un robot humanoïde. En substance, l'étudiant, équipé d'électrodes, regardait un verre parmi d'autres sur une table ; le logiciel interprétait sa pensée et le robot saisissait le bon verre !

    Le robot n'était pas capable de "voir", bien sûr, les yeux de l'étudiant se poser sur le verre. Il recevait simplement l'interprétation des ondes cérébrales, et donc l'ordre de saisir ce verre et pas un autre. L'étape d'après consistera à saisir l'intention qui en découle : tendre le verre à l'étudiant pour qu'il boive… Dans ce cas comme dans celui des singes, il s'agirait d'une révolution pour les personnes tétraplégiques ou très handicapées : elles pourraient être assistées, grâce à l'informatique, dans leur vie quotidienne. Leur pensée serait traduite en actes par des robots, ou leurs propres membres.

    Quelles seront véritablement  les "modalités d'utilisation"?  En termes de sensations, cela ressemblera-t-il aux sensations naturelles?

    Dans le cas des singes, il est très difficile de répondre à cette question. Il faudra interroger les premiers vrais patients humains qui en bénéficieront, et diront ce qu'ils ressentent. Il existe, on le sait, des phénomènes du type "membre fantôme" chez les personnes handicapées (sensation d'un membre amputé par exemple). Il est donc possible que des sensations soient reconstituées par le cerveau qui verra les membres agir, malgré la paralysie. Il pourrait même exister, à terme, une boucle de "rétroaction" capable de renvoyer, dans l'autre sens, des informations sensorielles au cerveau pour lui restituer les sensations dues au mouvement, ou au toucher, malgré la déconnexion physique des membres et du cerveau.

    Les cerveaux des singes et les notre ne sont vraisemblablement pas composés de la même façon. Pourrait-on assister à une forme de rejet, comme dans le cadre d'une greffe? Quels peuvent être les risques pour l'Homme?

    Non, en l'espèce, aucun rejet possible, puisqu'il ne s'agit pas de greffer des organes vivants provenant d'un donneur différent du malade. Il s'agit plutôt d'équiper des malades de simples électrodes et de fils, tous "biocompatibles" et donc acceptés par l'organisme, pour leur permettre de réaliser des tâches avec leurs propres membres. Certaines expériences proches ont été réalisées, et notamment en France, avec le Pr Rabischong et son programme "Lève-toi et marche" : une personne en fauteuil roulant, Marc Merger, a pu remarcher grâce à des électrodes reliant son abdomen à ses jambes (écouter ici à ce sujet, le très récent documentaire de France Culture (émission "Sur les docks") qui revient sur cette aventure). La contraction de l'abdomen transmet des ondes électriques aux muscles qui se contractent, créant donc là encore un "by-pass" de la moelle épinière. Cette expérience, comme nous le montrons dans l'un de nos films ("Les patients de l'espoir", réalisé par Emmanuel Descombes, France 3, 2010) n'a malheureusement pas pu être reproduite sur une jeune patiente belge, malgré plusieurs tentatives. Mais c'est techniquement possible. S'il s'agit de personnes amputées, il faudra ajouter de vraies prothèses "bioniques", qui remplacent une main, un bras ou une jambe disparus. Et là, le mythe de Steve Austin, "L'homme qui valait 3 milliards", deviendra réalité !

    Read more at http:??www.atlantico.fr?decryptage?promesses-telepathie-electronique-pour-lutter-contre-handicap-fabrice-papillon-988645.html#69P5TKuHRpaobq0e.99

  • pour lutter contre la paralysie cérébrale chez l'enfant

    A Angers, un jeu virtuel pour lutter contre la paralysie cérébrale chez l'enfant 

    Un jeu vidéo pour stimuler la mobilité des enfants atteints de paralysie cérébrale : c'est un projet novateur sur lequel s'est attelé le laboratoire LARIS à Angers, en lien avec le centre régional de rééducation des Capucins.

    une première en France. À l'origine, une collaboration atypique. Paul Richard, enseignant chercheur spécialisé en réalité virtuelle pour le laboratoire angevin LARIS*, est contacté par le Centre hospitalier universitaire d'Angers.

    "Les chercheurs du CHU étaient en quête d'un système ludique et motivant pour développer les capacités motrices et cognitives des enfants atteints de paralysie cérébrale au niveau de leurs bras", rapporte Paul Richard. "C'est ainsi qu'est né le projet Previse, en 2011". Financé la première année par l'Université d'Angers (20 000 €), il est soutenu dès 2012 par la Région des Pays de la Loire (66 000 € chaque année) au titre du Fonds Pays de la Loire Territoires d’Innovation.

    Un système non intrusif

    Avec ce jeu vidéo en trois dimensions, l'enfant doit attraper un objet ou le positionner au moyen d'un avatar. Des capteurs analysent et amplifient les mouvements de l'enfant pour lui donner le sentiment d'atteindre son but et ainsi motiver ses efforts.

    "Les avantages sont multiples", poursuit Paul Richard. "À la différence de la rééducation forcée, ce système est non intrusif et permet ainsi une acceptation plus rapide, tout en s'adaptant parfaitement aux capacités et à l'état physiologique de l'enfant. À terme, la plateforme sera accessible à distance : de chez lui, l'enfant pourra faire des exercices à la demande du médecin, qui pourra suivre et faire évoluer sa progression."

    Après une phase concluante d'expérimentation au centre régional de rééducation des Capucins à Angers, les chercheurs envisagent une diffusion à grande échelle. "Ce système pourra tout à fait être exporté sur des consoles ou un ordinateur à la manière d'un jeu classique. Une étude de marché est en cours pour lancer sa commercialisation, et des entreprises françaises se sont d'ores et déjà manifestées. Par ailleurs, des contacts sont pris avec des établissements de soin à Brest et en Australie pour expérimenter cette plateforme virtuelle auprès de leurs jeunes patients."

    * Le Laboratoire angevin de recherche en ingénierie des systèmes (LARIS) est une unité de recherche de l'Université d'Angers.

    Pour en savoir plus : http://laris.labs.eisti.fr

  • Des robots bâtisseurs inspirés du comportement des termites

    Des robots bâtisseurs inspirés du comportement des termites

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    © Photo Eliza Grinnell / Université Harvard

     

     

    Construire une structure aussi complexe qu'une cathédrale ou une pyramide égyptienne sans qu'un maître d'oeuvre donne une instruction aux ouvriers, et même sans que ces derniers communiquent entre eux, a, à première vue, tout d'une utopie. Pourtant, si l'usage n'est pas de règle dans les communautés humaines, les exemples dans le règne animal foisonnent. Chez les insectes sociaux, tels que les abeilles, les fourmis ou encore les termites, la reine ne donne jamais d'instruction aux ouvrières de la colonie, qui s'avèrent pourtant des championnes en matière de productivité. Partant de ce constat, une équipe pluridisciplinaire de chercheurs de l'école d'ingénierie de l'université de Harvard, aux États-Unis, est parvenue à mettre au point des robots constructeurs autonomes et redoutablement efficaces. Ils ont singé le comportement du termite...

    Lorsque qu'une colonie de termites fabrique sa "ô combien" complexe termitière, ses membres utilisent une stratégie de communication indirecte baptisée stigmergie. C'est-à-dire que, pour savoir ce qu'ils ont  à faire, ils observent et analysent les changements de l'environnement opérés par les membres de leur tribu, et s'y adaptent. Par exemple, quand l'ouvrier termite confectionne sa boulette de terre, brique de construction élémentaire, il y incorpore des phéromones qui vont attirer les autres bâtisseurs de sorte que ceux-ci viendront naturellement y déposer leur propre boulette. Et, peu à peu, un édifice complexe va surgir sans même que les termites en aient "discuté" entre eux.

    Intelligence collective

    De la même façon, les robots "Termes" créés par l'équipe de Harvard, qui ont récemment fait la une du magazine Science, sont capables de bâtir des structures complexes en trois dimensions telles que des modèles réduits de château ou de pyramide, sans aucun pilotage centralisé. Ces robots miniatures, qui mesurent moins d'une vingtaine de centimètres, ont certes tous été programmés pour fabriquer le même édifice, mais chacun n'effectue que des tâches simples du type avancer, reculer, tourner à angle droit, éviter les collisions, grimper sur une brique, porter et déposer leur brique selon un plan établi et au regard du travail déjà effectué. Un comportement basique d'où émerge pourtant une sorte d'intelligence collective.

    Ainsi, lorsqu'on leur demande de construire une réplique de la pyramide maya de Chichén Itzá, dont l'original se trouve au Mexique, ils commencent spontanément par bâtir une sorte d'escalier qui leur permet ensuite de mettre en place plus facilement le reste de la structure. Et si un quelconque obstacle conduit à modifier les plans, encore une fois, ils s'y adaptent.

     

    Leur principal atout est qu'ils n'ont pas d'ordre à recevoir, ce qui signifie également qu'ils ne sont pas dépendants d'un système de communication pour fonctionner. Autrement dit, on pourrait très bien les déposer sur Mars et leur laisser bâtir une base sans avoir pratiquement à intervenir.

  • Hugh Herr : l’ingénieur aux 8 prothèses de jambes bioniques

    Hugh Herr : l’ingénieur aux 8 prothèses de jambes bioniques

    Hugh Herr est devenu une véritable star pour ne pas dire un demi-dieu dans le monde des prothèses bioniques mais aussi dans celui des passionnés de droïdes.

    Sa particularité ?

    Etant lui-même amputé à la suite d’un accident survenu lors d’une expédition d’alpinisme il décide de se lancer dans la conception et la fabrication de ses propres prothèses ce qui va le propulser très vite dans le domaine des très hautes technologies.

    Hugh Herr est à ce titre persuadé d’une seule et une seule chose : dans un avenir proche, il vaudrait mieux être une personne amputée qu’une personne valide.

    Il est d’ailler convaincu que d’ici une vingtaine d’années, un adulte amputé pourra se mouvoir plus facilement qu’un adolescent de 18 ans.

    Cette certitude, il la tire du fait que ses prothèses destinées à l’escalade (et développées par ses soins) lui permettent à l’heure actuelle de grimper à un rythme supérieur à ce qu’il pouvait accomplir par le passé.

    Devenu directeur du groupe Biomécatronique de la prestigieuse Université Harvard aux États-Unis, il peut se concentrer entièrement à sa passion : l’avancement des procédés d’incorporation de machines dans le fonctionnement du corps humain. Un domaine ou il excelle pour preuve, sa collection de brevets comme celui du Rheo Knee, genou artificiel commandé par ordinateur ou celui de la première prothèse de cheville robotisée du monde.

    En plus de sa fonction au MIT, il a fondé son entreprise BIOM (précédemment iWalk) spécialisée dans le domaine de membres bioniques.

    Pour l’instant, Hugh Herr a développé et mis au point huit catégories de paires de jambes bioniques pour des usages très spécialisés : pour la marche, pour la course, pour l’escalade en montagne…

    Son but ultime est de fusionner toutes les particularités de ces différentes prothèses en une seule qui deviendrait en quelque sorte LA prothèse ultime.

    Prolongement pratique de sa passion, Le MIT et sa société Biom ont investi 50 millions de dollars afin de développer une nouvelle batterie qui permettrait d’améliorer les performances des prothèses (capables actuellement d’atteindre une limite de trois mille pas par charge).

    De même, les deux partenaires désirent renforcer la durée de vie des joints qui ne dépassent actuellement pas les cinq années.

    Tout ce travail aura-t-il des répercutions concretes chez toutes les personnes amputées et handicapées ?

    Sans aucun doute ! En effet, Hugh Herr et le MIT étudient actuellement différents modèles d’exosquelettes qui présentent tous la particularité de se connecter au corps de manière moins contraignante qu’une prothèse bionique.

    Une fois les études, les propositions et le matériel validés, le MIT compte mettre à disposition de tous les codes et les modèles 3D des membres robotisés afin d’en élargir l’accès à tous.

    Plus que jamais il faudra compter sur Hugh Herr et le MIT comme acteurs principaux de la mise au point des jambes et prothèses bioniques de demain.

    Le travail de Hugh Herr est à ce point reconnu qu’il possède sa propre page Wikipédia (US) ou vous pourrez d’ailleurs en savoir plus sur sa biographie, ses publications et son travail. Pour cela une seule adresse :

    http://en.wikipedia.org/wiki/Hugh_Herr

    Article original : www.handimobility.org

  • 10 avancées médicales de 2013 !

    10 avancées médicales de 2013 !  

    Même si LA nouveauté de l'année est la première implantation d'un coeur artificiel définitif, 2013 a apporté son lot d'avancées significatives. Rétrospective.

    Par Anne Jeanblanc - Point.fr

    1 - La première implantation mondiale d'un larynx artificiel a été réalisée en France en juin 2012, mais n'a été dévoilée qu'en octobre dernier. Elle donne aux malades atteints d'un cancer de la gorge l'espoir d'éviter une trachéotomie et donc de vivre presque normalement. Cette prothèse a été mise au point au CHU de Strasbourg.

    2 - Un stimulateur cardiaque dépourvu de sonde a été implanté pour la première fois chez un malade français en novembre dernier au CHU de Grenoble ; dix fois plus petit qu'un pacemaker classique, il est amené dans le coeur par un cathéter qui emprunte les vaisseaux sanguins, à partir de la veine fémorale.

    3 - Actuellement, 80 % des femmes atteintes d'un cancer du col de l'utérus vivent dans des pays en développement, le frottis, qui en permet le dépistage, étant trop coûteux. Une méthode bon marché vient d'être validée: si, une minute après l'application de vinaigre sur le col utérin à l'aide d'un coton-tige, les tissus deviennent blancs, ils sont précancéreux; sinon leur couleur ne change pas.

    4 - Des chercheurs sont parvenus à aller détruire les stocks de virus "planqués" dans des cellules du système immunitaire, notamment les macrophages; un brevet français vient d'être déposé pour la molécule permettant d'y parvenir. C'est un espoir de venir définitivement à bout du redoutable HIV.

    5 - La radio-embolisation, qui consiste à injecter des billes radioactives dans les artères hépatiques pour une irradiation localisée, est à l'essai dans une vingtaine d'établissements français pour soigner des personnes atteintes d'un cancer du foie. Les résultats sont prometteurs.

    6 - Les paralysés pourraient bientôt à nouveau bouger grâce au Neurogel, une substance conçue pour être implantée dans la moelle épinière et qui permettrait de rétablir la connexion entre le cerveau et les membres inertes.

    7 - Des chercheurs ont montré que les bactéries intestinales viennent en renfort de la chimiothérapie pour l'aider à agir encore plus efficacement contre les cellules tumorales. L'importance du microbiote (les cent mille milliards de bactéries qui prospèrent dans nos entrailles) composé est encore confirmée.

    8 - Non seulement les cellules souches du sang assurent le renouvellement continu de nos cellules sanguines, mais elles sont en plus capables de produire, à la demande et en urgence, les globules blancs qui aident l'organisme à faire face à une inflammation ou une infection.

    9 - Un nouveau mécanisme de régulation de l'appétit vient d'être découvert. Il ouvre une piste aussi prometteuse pour le traitement de l'obésité que pour celui de l'anorexie.

    10 - Des chercheurs marseillais ont identifié un marqueur présent dans le sang qui permettra de prédire un accident vasculaire cérébral et peut-être aussi d'évaluer le risque d'infarctus. Il sera alors possible de les traiter préventivement.

     

  • Un vrai Robocop conçu par des étudiants américains ?

    Un vrai Robocop conçu par des étudiants américains ?

    Que diriez-vous si vous étiez amenés à vous faire contrôler en voiture par un… robot ?! C'est le projet qui est en train de voir le jour à l'université internationale de Floride.

    Telebot. Voici le nom donné par des étudiants de l'université internationale de Floride (Etats-Unis) à leur création : un robot d' 1 mètre 80 et de 34 kg.

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    Lancé en 2012 grâce au don de 20 000 dollars de Jeremy Robins, un lieutenant de l'armée américaine, le projet est développé par les étudiants du Discovery Lab (laboratoire de découvertes, ndlr) de leur université. Si le robot sera en grande partie inspiré du film Robocop, quelques différences sont tout de même à noter.

    En effet, contrairement au film, Telebot n'est pas une armure dans laquelle se trouve un homme. Le robot sera commandé à distance par "un casque Oculus Rift, une veste et des gants équipés de capteurs de mouvements" selon 20 minutes. Pour percevoir et s'approprier au mieux les espaces environnants, le "pilote" à distance pourra profiter des installations dernier cri dont bénéficie le robot. À savoir, trois caméras HD et une multitude de capteurs.

    Dernière nouveauté, la fonction du robot. Alors que Robocop est connu pour faire respecter l'ordre en tant que flic, Telebot sera lui aussi bien commandé par des militaires que des policiers invalides. Après les drones commandés par la gestuelle, voilà une nouvelle invention qui confirme notre passage dans une nouvelle ère technologique.

    D'ailleurs, à tous les passionnés, le concours Open Web est le principal révélateur des talents des nouvelles technologies. Pensez-y !