Des chercheurs chinois ont annoncé avoir mis au point la première interface cerveau-ordinateur bidirectionnelle au monde, offrant une amélioration de l’efficacité de 100 fois et rapprochant ainsi la technologie d’une utilisation quotidienne concrète.
Dans une étude parue lundi dans la revue Nature Electronics, les scientifiques ont expliqué que ce système pourrait être intégré dans des dispositifs BCI portables et portables, ce qui le rendrait applicable dans les secteurs de la consommation et de la médecine.
Contrairement aux interfaces cerveau-ordinateur classiques, qui se contentent de décoder les signaux cérébraux, cette avancée permet au cerveau et à la machine d’apprendre l’un de l’autre, assurant ainsi une performance stable sur le long terme, selon les chercheurs des universités de Tianjin et de Tsinghua.
Xu Mingbing, l’un des auteurs de l’étude et professeur à l’université de Tianjin, a déclaré : « Notre travail est le premier à introduire l’idée d’une évolution conjointe entre le cerveau et l’ordinateur et à prouver sa faisabilité, constituant ainsi une première étape vers l’adaptation réciproque entre l’intelligence biologique et artificielle. »
La technologie BCI remonte aux années 1970, lorsque les scientifiques ont démontré qu’il était possible d’enregistrer les signaux cérébraux et de les convertir en commandes, permettant ainsi de contrôler des machines par la pensée, selon un rapport publié sur le site scmp.
Si les premières recherches visaient principalement à aider les personnes handicapées, les interfaces cerveau-ordinateur sont aujourd’hui utilisées dans de nombreuses applications, allant des appareils portables pour le jeu vidéo à la commande de drones sans intervention manuelle.
Cependant, la nature unidirectionnelle de la technologie signifie que les dispositifs BCI ne sont pas capables de fournir la rétroaction nécessaire à l’adaptation du cerveau et à l’amélioration du contrôle au fil du temps, ce qui peut entraîner une baisse des performances avec l’utilisation prolongée.
Bing a souligné : « Le principal défi du développement de la technologie BCI est de permettre un apprentissage réciproque entre le cerveau et la machine. »
Selon l’article, Bing et ses collègues ont découvert que les variations des signaux cérébraux n’étaient pas simplement dues à des facteurs comme la fatigue ou les émotions, mais étaient également influencées par la manière dont le cerveau interagissait avec l’interface cerveau-ordinateur.
Partant de cette observation, les chercheurs ont utilisé une puce mémoire résistive simulant des réseaux neuronaux pour concevoir un cadre à double boucle, favorisant une interaction plus fluide et réactive entre le cerveau et la machine.
Le système inclut une boucle d’apprentissage automatique, qui permet d’actualiser en continu le décodeur pour s’adapter aux changements des signaux cérébraux, et une boucle d’apprentissage cérébral, qui aide l’utilisateur à améliorer le contrôle de la machine grâce à des retours en temps réel.
Bing a ajouté : « Comparé aux interfaces classiques numériques, notre système à double boucle augmente l’efficacité de plus de 100 fois tout en réduisant la consommation d’énergie d’un facteur de 1000. »
Ce système permet aussi de réaliser des tâches plus complexes et d’améliorer le contrôle sur deux degrés de liberté, une capacité limitée dans la plupart des interfaces actuelles, comme le déplacement d’un drone vers le haut, le bas, de gauche à droite.
L’étude a également permis d’étendre le système à quatre degrés de liberté, comprenant les mouvements avant-arrière et la rotation, en utilisant uniquement les signaux cérébraux.
Les résultats de l’étude, qui ont inclus des tests de six heures avec 10 participants, montrent que le système adaptatif améliore la précision d’environ 20 % par rapport aux interfaces sans adaptation, prouvant ainsi la stabilité et l’apprentissage sur le long terme.
Bing a conclu : « Notre recherche fournit une base théorique solide et un soutien technique pour le développement des systèmes BCI pratiques, tout en ouvrant de nouvelles perspectives pour l’intégration de l’intelligence entre le cerveau et la machine. »
Les États-Unis, l’Europe et la Chine ont été des acteurs majeurs dans l’évolution de la technologie BCI. Tandis que des entreprises comme Neuralink d’Elon Musk se concentrent sur les interfaces implantées dans le cerveau, les chercheurs chinois ont fait des progrès importants dans le domaine des BCI non invasives et adaptatives.