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L'homme de demain sera connecté, imprimé en 3D et open source

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L'homme de demain sera connecté, imprimé en 3D et open source © Capture d'écran - YouTube Smithsonian Channel "One Small Step for the Bionic Man, One Giant Leap for Robotics"

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Des prothèses qui fonctionnent mieux que le corps humain, des lentilles de contact avec caméra intégrée... L'homme bionique pourrait devenir bientôt une réalité, à mesure que les nouvelles technologies deviennent plus performantes et bon marché.

L'homme bionique, un fantasme pour amateurs de science-fiction ? Plus vraiment. De nombreuses avancées technologiques permettent désormais d'envisager un futur où l'homme bionique, recréé à partir de composants artificiels, existeraient. Les chercheurs étudient le fonctionnement du corps humain et combinent la biotechnologie, les sciences cognitives, l’intelligence artificielle, la biomécanique ou encore les nano-technologies, pour mieux répliquer... puis améliorer le corps humain.

surpasser le corps humain

Les impacts de la robotique dans la vie réelle et surtout dans le quotidien des handicapés sont de plus en plus palpables. Récemment, une prothèse répliquant les mouvements de la cheville a été dévoilée par Hugh Herr, professeur du MIT Media Lab. Pourquoi l'innovation est-elle révolutionnaire ? En répliquant au plus près le fonctionnement naturel de l'articulation, la nouvelle prothèse permet même au porteur de danser et de réaliser des mouvements jusqu'alors impossible avec les prothèses existantes.

Celle-ci utilise la "propulsion bionique", alimentée par une batterie, deux micro-processeurs et six capteurs environnementaux qui ajustent la raideur de la cheville, sa puissance, sa position... plusieurs milliers de fois par seconde. Des algorithmes génèrent de l'énergie qui fluctue selon le terrain, pour pousser le marcheur vers avant, et au moment de l'impact du talon sur le sol, le tibia est propulsé en avant, un peu comme sur un tapis roulant. Le logiciel associé “Personal Bionic Tuning” permet ensuite d'adapter le mouvement à chaque patient. C'est en se rapprochant le plus possible de la biologie humaine que ces chercheurs ont réussi à créer une prothèse la plus naturelle qui soit.

Par ailleurs les avancées en matière de prothèses de la main, permettent actuellement de contrôler des membres artificiels via des applications smartphones et des logiciels, en sélectionnant des mouvements via l'application. La prochaine étape : contrôler le mouvement par la pensée.

La biotechnologie au service de la santé

Mais de nombreuses autres parties du corps sont concernées. En plus de vouloir reproduire le mouvement de l'homme, certains scientifiques se sont attelés aux sens, notamment la vue, l'ouïe et le toucher. Le premier oeil bionique aux Etats-Unis a été implanté sur un homme aveugle. Il s'agit d'un implant oculaire, accompagné de lunettes avec une mini caméra intégrée. Celle-ci enregistre seulement des images en noir et blanc.

Les données sont transmises à un récepteur radio situé dans l'implant, qui active un circuit de microélectrodes, implanté dans la rétine. Ces microélectrodes envoient des signaux électriques au nerf optique qui transmet ensuite le message au cerveau. Ce dernier peut ensuite interpréter le signal nerveux comme une image. D'autre part, le géant Google travaille sur des lentilles de contact à caméras intégrées, qui pourraient être commandées par un simple mouvement ou clignement de l'oeil. Celles-ci seraient capables de prendre et sauvegarder des photos, et d'envoyer des données à un terminal installé à distance via un réseau sans fil.

Au-delà des différentes parties du corps, un homme entièrement bionique serait-il envisageable ? Une équipe de scientifiques britanniques a mis au point le projet de "l'Homme Bionique", dont même les organes internes sont reconstruits artificiellement. La prouesse technique a permis de reconstituer plus de 50% du corps humain, selon Rich Walker, le chef du projet. Pour contrôler les membres artificiels, au lieu du système nerveux et du cerveau, l'Homme Bionique est contrôlé à distance par un ordinateur et une interface hardware spécialement conçue, tandis qu'une connexion Bluetooth peut être utilisée pour opérer le mouvement des membres.

L'homme Bionique en marche



Les difficultés sont bien sûr énormes, les travaux sont complexes et coûteux. Pourtant, certains scientifiques estiment qu'à terme, toutes les émotions et les comportements humains pourront être reproductibles.

Une technologie de plus en plus accessible

Les coûts des matériaux ont beaucoup baissé et les possibilités de la robotique deviennent plus nombreuses. Pourtant la plupart de ces innovations coûtent encore cher pour les particuliers : aux Etats-Unis, les prothèses robotiques des membres supérieurs coûtent entre 20 000 et 120 000 dollars, selon une étude du Worcester Polytechnic Institute.

Un argument balayé par Rich Walker, du projet de l'Homme Bionique: "les robots que nous créions il y a vingt ans étaient composés de haute technologie très coûteuse mais aujourd’hui, les smartphones les moins chers du marché sont composés de la même technologie que nos robots de l’époque".

De quoi faire avancer la recherche à vitesse grand V. Des fablabs se sont spécialisés dans cette production à moindre coût, comme celui de Rennes (LabFab), où le Français Hugues Aubin a créé une version bon marché et open-source d'un gant sonar ultrasons pour aveugles. Ce système a été créé grâce à un Arduino, deux moteurs de manette de Playstation 2 et des capteurs ultrasons; Il permet de détecter des obstacles par vibrations.

Le Sonar

C'est l'impression 3D qui révolutionne vraiment le processus de fabrication. Pour personnaliser les prothèses et fabriquer le point de contact entre l’homme et la machine, l'équipe du MIT Media Lab utilise un modèle personnalisé selon chaque corps, conçu par ordinateur. L’imprimante 3D qui permet désormais d’imprimer, couche par couche, un modèle adapté à chacun. "Tout cela à moindre coût, ce qui va changer toute l’industrie !", selon David Moinina Sengeh, jeune chercheur du MIT Media Lab.

faire bénéficier le plus grand nombre

C'est justement pour faire baisser les prix que des modèles open-souce qui pourraient démocratiser l'accès aux prothèses sont développés. La communauté robotique et scientifique a ainsi adopté le système de ROS (Robot Operating System), une plateforme open-source où l'on peut télécharger un logiciel pour construire des robots. Le temps de création des logiciels a ainsi été largement diminué, selon Rich Walker. Plus besoin de passer des années à développer un logiciel pour recréer un mouvement humain basique.

La communauté en ligne e-NABLE s'évertue à mettre en relation les propriétaires d'imprimantes 3D et les demandeurs de mains artificielles, afin de mettre en place un processus de fabrication de prothèses collaboratif à moindre coût. Le projet Bionico de Nicolas Huchet développé au LabFab de Rennes s'attelle, lui, à créer une prothèse de main permettant le mouvement des doigts. Sur Thingiverse, le site de partage de créations à imprimer en 3D, il a récupéré les plans d’Inmoov, le premier robot humanoïde open-source et entièrement imprimable en 3D, conçu par le Français Gaël Langevin. Son équipe utilise ensuite un Arduino pour transformer la main de ce robot en une prothèse à 200 euros. Selon Gaël Langevin, aujourd'hui au moins 20 personnes dans le monde impriment et construisent des InMoov depuis chez eux.

Projet "Bionico"

Nora Poggi

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