Visite GIPSA Lab - Quand le cerveau devient une manette de jeu

Publié par ART'M Créateurs associés, le 22 novembre 2017   1.9k

Pour les curieux se demandant ce qu’il se passe à Grenoble en terme de recherche sur la robotique et la santé, mais aussi pour ceux qui ne se le demandent pas (ce qui était mon cas avant que je sois invité à le découvrir ^^), voici un petit cahier de route de ma journée passée dans un laboratoire du CNRS portant le doux nom de « Grenoble image parole signal automatique laboratoire », GIPSA-lab pour les intimes.



La journée commence par une bonne course avec le tram et le train me permettant d’être bien échauffé pour suivre la présentation de 4 projets développés au sein de cette structure.

Nous commençons la journée par une bonne soupe de chiffres. Telle une soupe à l’oignon et son kilo de fromage fondu, elle est difficile à digérer, mais cela nous permet de cerner rapidement ce qu’il se cache derrière l’acronyme GIPSA. Préparez votre estomac..... :


GIPSA c’est : 

  • 400 personnes dont 150 permanents et 150 doctorants  
  • 1000 m2 de plateformes expérimentales 
  • 50 thèses par an  
  • 12 équipes de recherche 
  • 400 publications par an 
  • 6 start up créées  
  • 5 projets en incubation  
  • 21 prix de thèses  
  • 4,6 millions € de budget en 2016 
  • 3 départements : automatique (de la modélisation à la décision), image et signal (de l’observation à l’interprétation) et parole et cognition (de la physique et de la cognition au langage) 
  • 2 axes transversaux : cerveau et robotique

Les présentations faites, nous repartons dans le dédale des couloirs. Droite, gauche, droite, nous voici dans un petit bureau aux fenêtres fermées dans lequel nous allons rencontrer Nina. Nina n’est pas une chercheuse mais un robot (une robote ?).

Nous attendons le chercheur pour la présentation, mais personne n’arrive... Normal, c’est Nina qui se présentera elle-même. Ce robot humanoïde est capable de parler, de bouger yeux et bouche, d’entendre et d’analyser ce qui est dit. Il est développé afin de faire passer des tests lors de recherches mais également lors de diagnostics médicaux, pour diagnostiquer la maladie d'Alzheimer par exemple.

Mais pourquoi faire appel à un robot ? Cela permet d’éliminer les biais associés à un intervieweur humain. Plus de lassitude, de changement de posture, d’intonation, de vitesse de diction,... qui peuvent avoir une influence sur la personne passant le test. L’entretien sera mené à chaque fois exactement de la même façon !

Un très gros travail a été réalisé afin de modéliser parfaitement le mouvement des yeux, car le regard fait partie des signaux sociaux les plus forts. La taille de l’iris par exemple a été ajustée de manière à comprendre immédiatement où se porte le regard du robot.

Mais de quoi se nourrissent les algorithmes permettant de créer ces mouvements oculaires  ? Comment sont récupérées les données permettant aux robots de se comporter de manière « humaine »? Eh bien en faisant des expériences comme celle à laquelle nous sommes en train de participer sans le savoir. Car, surprise, le robot n’était pas autonome pour nous raconter tout cela, il était guidé par un chercheur qui, assis dans la pièce voisine, portait un casque VR bidouillé pour capter ses mouvements oculaires et des capteurs de mouvement sur la bouche. La manière dont le chercheur nous a regardés (via les caméras se trouvant dans les yeux du robot) sera gardée en mémoire et augmentera la base de données déjà existante.

Pour le moment Nina n’a pas de sourcils. Mais pas d’inquiétude, ils pousseront et seront prochainement activés par 2 nouveaux moteurs. Par la suite, Nina pourra bouger ses mains, bras et jambes, car ces membres sont également très importants dans les interactions. Mais ce ne sera pas avant quelques années.

En attendant, laissons Nina se reposer et prenons la direction de l’arène de drones !


L’image mentale que vous avez eue en lisant « arène de drones » correspond exactement à la réalité de ce projet de recherche. Après les laser games et les escape games, Drone interactive (une future start up qui verra le jour en janvier 2018) propose une nouvelle gamme d’activités grand public centrées sur les drones.

Collision courses : des courses de drones type mario kart. 

Arcadrone : des jeux d’arcade avec des drones.

Ou encore Drone Attack permettant de faire entrer les drones dans les lasers game.


Mais pour mettre cela en place en toute sécurité, pour les utilisateurs mais également pour les drones eux-mêmes, un gros travail de recherche et de programmation a été nécessaire.  L’amélioration de la perception du drone, par le biais de capteurs, de caméras infrarouges et d’une bonne livre d’algorithmes, permet d’éviter les collisions entre les drones, de leur interdire de sortir d’une région définie, sans avoir besoin de recourir au traditionnel filet de sécurité, d’éviter les crashs,...

On nous donne rendez-vous dans quelques années pour notre première course de drones grand public et on nous laisse rêver d’une arène de drones dans notre salon dans quelques années de plus.


Après une petite pause repas nécessaire pour recharger les batteries, direction « Brain Invaders ». Instinctivement je me replonge dans mes parties de Space invaders quelques décennies plus tôt et me demande si nous allons être amenés à tirer sur des aliens colorés et parfaitement alignés. Et à ma grande surprise, ce fut le cas !


Brain invaders est un jeu dont le joystick est notre cerveau. Pour jouer, il suffit de s'équiper d'un casque EEG (électroencéphalogramme) et de se concentrer sur l’alien cible pour le faire exploser. 

Comment cela fonctionne-t-il ? Les petits bonhommes verts (enfin blancs dans notre cas) clignotent tous à un rythme différent et ce clignotement crée une onde, nommée P300, dans notre cerveau.  Le casque posé sur notre tête mesure les ondes produites et l'ordinateur va les analyser et les comparer aux clignotements des aliens. Il saura ainsi lequel nous étions en train de regarder.


L’attaque d’extraterrestres pixelisés est bien fun mais ce n’est que le sommet de l’iceberg. Ce projet pourra permettre aux personnes paralysées d’écrire (en remplaçant les aliens par des lettres) ou encore de déplacer leur fauteuil roulant par la pensée.

L’autre point fort de ce projet est le casque en lui-même. Il ne nécessite ni préparation, ni calibrage et est 50 fois moins cher qu’un casque médical tout en gardant une précision importante des mesures. Le tout en Open Source. Et même si l’on a beaucoup de cheveux, ça marche, car il suffit d’imprimer en 3D une électrode plus grande ! Je n’ai jamais trouvé de bonnet de bain à la bonne taille, mais j’ai trouvé un casque EEG que je peux porter ! Joie !


Dernière étape de notre visite : la plateforme bio mécanique. Un endroit déconseillé aux personnes souffrant du mal de mer, de terre, de l’air,...  Ici a été mis en place un traitement par images à destination des personnes souffrant de problèmes d’oreille interne. En se tenant immobile devant un écran sur lequel sont projetées des images créées pour les déstabiliser, leur corps apprendra à compenser.


Le traitement étant composé normalement de 5 séances de 30 minutes chacune, je ne vous cacherai pas qu’il a été légèrement obligatoire pour moi de fermer les yeux lorsque l’on a atteint le dernier niveau afin de ne pas finir cette journée sur une note négative. 


Les maîtres du temps de cette journée ayant fait un travail d’horloger, il nous restait encore quelques minutes supplémentaires pour découvrir le projet TT : transfert tendineux palliatif de la main. Une intervention chirurgicale permettant aux personnes ayant une main paralysée, suite à la section d’un nerf, de retrouver leur motricité. Pour cela, les chirurgiens déplacent des muscles redondants du bras (des muscles ayant la même fonction que d’autres) et les associent aux tendons de la main, permettant ainsi aux personnes de pouvoir contrôler les doigts, le pouce et le poignet de manière indépendante.

On peut noter l’attention du chercheur qui a passé les photos chirurgicales en noir et blanc pour les rendre plus faciles à regarder :)

La visite s’est achevée sur cette prouesse chirurgicale. Cette fois, pas de course pour attraper le train dans lequel j’ai pu écrire ces quelques lignes.

Si ces projets vous intéressent, n’hésitez pas à noter dans vos agendas le concours de robotique organisé les 16 et 17 mai par le GIPSA (https://challenge-robotique.un...) et les 10 ans du GIPSA le 8 décembre 2017.

Kevin