Un lycéen a construit un bras prothétique qu’il contrôle avec son esprit. En utilisant l’IA ?

Et c’est une méthode non invasive, qui ne nécessite aucune intervention chirurgicale.

Choi démontrant le bras qu’il a construit. Benjamin Choi/ YouTube

Benjamin Choi, un étudiant de dix-sept ans originaire de Virginie, aux États-Unis, a utilisé le temps libre offert par la pandémie pour construire un bras prothétique contrôlé par l’esprit, alimenté par une intelligence artificielle (IA) et pourtant peu coûteux, rapporte Smithsonian Magazine.

En 2020, Choi était un élève de seconde qui souhaitait faire des recherches sur les carburants à base d’aluminium dans un laboratoire de recherche pendant l’été. Mais lorsque la pandémie a frappé, le laboratoire a été fermé, laissant à Choi beaucoup de temps libre. Inspiré par un documentaire qu’il avait vu il y a près de dix ans, Choi a fabriqué une table de ping-pong dans son sous-sol, un laboratoire de fortune. Il s’est ensuite attelé à la fabrication d’un bras prothétique à bas prix en utilisant l’imprimante 3D à 75 dollars de sa sœur et du fil de pêche.

Comment fonctionne la prothèse de bras ?

L’imprimante 3D dont disposait Choi ne pouvait pas imprimer de pièces plus grandes que 12 cm. Choi a donc dû imprimer le bras en plus petites pièces et assembler le tout avec des élastiques. Fort d’une expérience antérieure dans la construction de robots et la programmation, Choi a également écrit le code nécessaire au fonctionnement de l’appareil.

Pour éviter de recourir à des opérations complexes du cerveau, le système de Choi utilise l’électroencéphalographie (EEG), une méthode qui enregistre l’activité électrique du cerveau à l’aide de deux capteurs. L’un est un capteur de base qui se fixe au lobe de l’oreille, tandis que l’autre se place sur le front et recueille les données de l’EEG. Ces informations sont envoyées au bras prothétique par Bluetooth et sont ensuite converties en actions significatives par le modèle d’intelligence artificielle intégré dans une puce sur le bras.

Une I.A. intégrée dans une puce

Le modèle d’IA a été construit avec l’aide de six volontaires avec lesquels Choi a travaillé pendant plus de deux heures chacun, recueillant les données de leur cerveau pendant qu’ils se concentraient sur le serrage et le desserrage de leurs mains. Le jeune Choi a entraîné l’IA à distinguer les ondes cérébrales et à apprendre à partir des ondes cérébrales de l’utilisateur. Comme les modèles d’IA peuvent être assez volumineux, Choi a envisagé de les stocker dans le nuage. Cependant, cette méthode retardait le temps de réponse du bras et exigeait également que l’utilisateur reste connecté à Internet en permanence.

Choi a donc comprimé son algorithme, qui comporte plus de 23 000 lignes de code, 978 pages de mathématiques et sept nouveaux sous-algorithmes, sur une puce intégrée au bras. Six mois après le début de son projet, Choi a publié une vidéo de son invention sur YouTube, qui a attiré l’attention d’un amputé des membres supérieurs de Pennsylvanie, Joseph Dunn, qui a apporté sa contribution à la conception de la prothèse, tandis que le Massachusetts Institute of Technology a également apporté un financement et une supervision technique.

Est-ce que ça marche bien ?

Deux ans après le début du projet, le bras prothétique de Choi a subi plus de 75 itérations et est désormais constitué de matériaux de qualité technique capables de supporter une charge de quatre tonnes. Choi affirme que son dispositif alimenté par l’intelligence artificielle a une précision de 95 %, alors que les modèles commerciaux ont atteint une précision maximale de 73,8 %, indique le Smithsonian dans son rapport.

Même avec ces caractéristiques, le bras ne coûte que 300 dollars à construire, alors que les bras prothétiques coûtent des milliers de dollars. Choi, qui doit encore entamer des études d’ingénieur de manière formelle, veut améliorer sa conception et réaliser des essais cliniques avec des patients qui ont perdu leurs membres supérieurs. Il souhaite que son algorithme aille au-delà du bras prothétique et soit utile pour contrôler des appareils d’assistance comme les fauteuils roulants et aider les patients souffrant de troubles de la parole à communiquer.

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Source : Interesting Engineering – Traduit par Anguille sous roche