Le Centre pour les Neurotechnologies Numériques veut rapprocher les humains et les machines

Méthodes chirurgicales optimisées par ordinateur, détection précoce des maladies par la collecte de données sur la santé ou encore amélioration des méthodes de traitement en obstétrique: Des scientifiques de l’université de la Sarre, de la htw saar et du Centre de mécatronique et de technologie d’automatisation (ZeMA) étudieront à l’avenir les moyens d’améliorer l’interdépendance entre l’homme et l’ordinateur, en particulier dans le domaine de la médecine, au sein du «Center for Digital Neurotechnologies Saar (CDNS)».

Pour cela, ils reçoivent 2,7 millions d'euros de fonds de la Sarre et de l'UE comme financement de démarrage pour les quatre prochaines années.

Pour beaucoup de gens, parler de la fusion de l'homme et de la machine peut sembler dissuasif. Mais ce qui fait briller chez de nombreux contemporains des images dystopiques de cyborgs à la «Terminator» ou de machines qui dominent le monde comme dans «Matrix» recèle un énorme potentiel (positif) pour la vie des gens. Un fabricant de montres intelligentes de renommée mondiale, par exemple, annonce actuellement que sa montre peut automatiquement passer un appel d'urgence avec les coordonnées si elle découvre que son porteur s'est effondré inconsciemment dans la forêt. Les problèmes de protection des données sont masqués ici: En cas de doute, le propriétaire de la montre pourrait survivre à une urgence médicale à laquelle il n'aurait pas survécu il y a dix ou cinq ans.

La technologie sous-jacente doit avant tout être capable de: Elle doit reconnaître que les signaux biomédicaux émis par son porteur justifient un appel d'urgence. Le pouls s'est-il accéléré ou le cœur s'est-il arrêté? La respiration est-elle irrégulière? La montre ne se trouve-t-elle plus à un mètre de hauteur, comme d'habitude en marchant, mais sur le sol? Toutes ces données peuvent être capturées par une montre intelligente à l'aide de capteurs qui mesurent le pouls, la respiration, la position dans l'espace et l'accélération. Elle peut évaluer et interpréter ces données grâce aux algorithmes que ses programmeurs lui ont enseignés. Si les données de mesure dépassent certains seuils, l'appel d'urgence est passé. Ce qui ressemblait à de la science-fiction il y a dix ans est aujourd'hui entré dans notre quotidien. Les capteurs d'une telle montre intelligente ne représentent plus un défi majeur pour les développeurs.

Cela devient plus difficile lorsque des données médicales, qui sont beaucoup plus compliquées à collecter et à interpréter, entrent en jeu. La «Systems Neuroscience & Neurotechnology Unit» (SNNU), qui fait partie de la faculté de médecine de l’université et de la faculté d’ingénierie de la htw saar, a exploré ces dernières années des systèmes neurotechnologiques capables de fournir des informations sur des processus beaucoup plus complexes dans le corps humain. Une grande question de recherche de la SNNU est de savoir comment les machines peuvent utiliser ces données de manière sûre et conforme à la protection des données afin de mieux comprendre l'homme et de mieux y répondre. «Je suis heureux que le Centre puisse à présent porter ces activités à un tout autre niveau. Grâce au financement initial, les processus de recherche fondamentale en neurotechnologie et d'interaction homme-machine peuvent être systématiquement transposés en médecine clinique», explique le professeur Daniel Strauss, qui dirige le projet.

«Grâce à la collecte de données neuromusculaires à haute résolution, nous serons en mesure de mieux comprendre les processus de guérison, par exemple après l’utilisation d’une prothèse du genou, et d’adapter les concepts de réadaptation au patient en combinaison avec l’intelligence artificielle», poursuit Daniel Strauss. «En plus d’une surveillance 24 heures sur 24, les ‘incubateurs empathiques’ devraient être en mesure de comprendre les sentiments des nouveau-nés et de répondre à leurs besoins. L’intelligence artificielle au sein du bloc opératoire vise à apporter un soutien optimal à l’équipe du bloc opératoire dans le cadre d’une aide à l’attention au moyen d’une transmission d’informations multimodale – voir, entendre, sentir», ajoute Daniel Strauss. En outre, la valeur des données obtenues par neurotechnologie devrait être étudiée dans le cadre de l'interaction homme-machine pour la médecine, en particulier la médecine préventive, ainsi que la prévention proactive en matière de santé. Ce serait un gaspillage, par exemple, de ne pas utiliser également à des fins médicales les données qui seront collectées à l'avenir dans le cadre de la conduite autonome, par exemple pour utiliser le système de navigation par commande vocale. Ainsi, la voix de l'homme permet déjà aujourd'hui d'obtenir des informations sur son humeur. La voiture pourrait donc s'adapter si le passager est détendu, irrité ou fatigué, par exemple. Une voiture dont les capteurs à intelligence artificielle analysent le conducteur pourrait également avoir appris au fil du temps si un passager très spécifique a un estomac sensible. «Lorsque la voiture sait que je souffre de mal des transports, elle ralentit un peu les virages et freine un peu plus doucement pour que je ne sois pas malade», explique le professeur Strauss. Une voiture pourrait être un autre exemple de voir si le rythme cardiaque d'un passager a changé au cours d'un trajet par rapport aux trajets précédents ou s'il transpire davantage, ce qui peut également indiquer un problème médical. Tout cela devrait se faire sans contact à l'avenir, c'est-à-dire à l'aide de caméras et de microphones, qui sont de toute façon installés comme systèmes d'assistance dans les voitures.

«Ce lien fondamental entre les capteurs, les personnes et les données est quelque chose que même les grandes entreprises technologiques ne peuvent pas mettre en œuvre rapidement. Avec tous les milliards dont ils disposent, ils ne peuvent pas en acheter un: le temps», explique Daniel Strauss. En effet, il faut beaucoup de temps pour collecter et relier, de manière judicieuse, les données médicales, en particulier les données complexes à long terme. C'est une bonne nouvelle pour un projet de recherche qui est assez grand d'un point de vue régional, mais très petit par rapport aux géants de la technologie. Ici, une collaboration sur un petit espace de recherche médicale, de clinique universitaire et de savoir-faire en ingénierie peut être plus importante que la simple masse sous la forme de la puissance financière des groupes technologiques. Dans le domaine pertinent de l'interaction homme-machine, un grand trésor de connaissances a déjà pu être constitué en Sarre, notamment grâce au cluster d'excellence de l'informatique, dans le domaine de l'intelligence artificielle et de la sécurité des données.

Séance d'ouverture sur le campus de la Faculté de médecine à Homburg: n.c.a.: Michael Menger (Doyen de la Med. Faculté) avec Michael Zemlin (directeur de la clinique pédiatrique, en ligne), Manfred Schmitt (président UdS), Daniel Strauß (directeur de Systems Neuroscience & Neurotechnology Unit), le Premier ministre Tobias Hans, Dieter Leonhard (président htw saar), Martina Lehser (directrice scientifique ZeMA)

Source: Chancellerie d'État de la Sarre/AK

Numérisation centrée sur l’homme: Neuroergonomie et physio-ergonomie comme base pour de nouveaux concepts de santé dans l'usine du futur

Source: Chancellerie d'État de la Sarre/AK

Martina Lehser, directrice scientifique au ZeMA: «En tant que ZeMA, l’objectif du CDNS est de développer des systèmes d’interaction neuroergonomique, c’est-à-dire «cérébrale», entre l’homme et la machine ou entre l’homme et le robot emphatique dans l’environnement de l’industrie 4.0. Le couplage entre neuro- et physio-ergonomie occupe une place prépondérante dans la production hautement numérisée. L'extraction des données des machines et des processus ainsi que des données psychophysiologiques de l'homme permet d'optimiser les concepts de poste de travail non seulement dans la production, mais aussi dans l'environnement de travail clinique.

Avec le thème «Des concepts de santé pour l’usine du futur», tels que de nouveaux concepts d’aide à la réadaptation ou en médecine du travail, le ZeMA et le nouveau centre s’ouvrent à un nouveau domaine de recherche et d’application passionnant et prometteur.»

 

Président de l'Université Manfred Schmitt A l'occasion de l'inauguration: «Le centre pour les neurotechnologies numériques, qui vient d’être lancé, rassemble des compétences issues de nombreux domaines qui existent souvent depuis de nombreuses années en Sarre, parfois indépendamment les uns des autres: La médecine, la biotechnologie, l'informatique et l'ingénierie ont une longue tradition à l'Université de la Sarre, à la Hochschule für Technik und Wirtschaft et au Zentrum für Mechatronik und Automationstechnik. À cet égard, il est logique que ces institutions, à l’instar des données à relier entre elles dans les projets de recherche, soient désormais reliées entre elles.»

 

Le Premier ministre Tobias Hans souligne: «Nous assistons actuellement à une révolution dans les domaines sociaux les plus divers grâce à une coopération de plus en plus étroite entre l’homme et la machine. Je me réjouis que la Sarre occupe une place de premier plan dans la recherche sur cette coopération.»

 

Dieter Leonhard, le président de la htw saar, considère le centre nouvellement créé comme suit: «Les questions neurotechnologiques innovantes telles que les interfaces cerveau-ordinateur et les machines empathiques sont, à mon avis, un sujet d’avenir essentiel, mais elles ne peuvent être abordées que de manière interdisciplinaire. En associant des domaines scientifiquement bien identifiés, nous développons avec le Centre une structure qui permet d'attendre une production scientifique élevée et en même temps un potentiel d'application élevé. La visibilité internationale est déjà bonne, comme en témoignent les visites de délégations de la Silicon Valley, les publications et les conférences.»

 

Uwe Class, Vice-président Advanced System Development et Global Director Advanced Human Interface Solutions chez ZF, partenaire industriel, a déclaré à l'occasion de l'inauguration: «Pour nous, en tant que ZF, le centre des neurotechnologies numériques est un pilier complémentaire important de l’intelligence artificielle et de la cybersécurité en Sarre. Il crée un lien unique entre l’informatique et les sciences de la vie, avec un grand potentiel pour le secteur de la santé automobile.»

 

Le Centre pour les neurotechnologies numériques est financé à 40 % par le Fonds européen de développement régional (FEDER) et à 60 % par la Sarre pour un montant total de 2,7 millions d'euros.ördert.