Systèmes nerveux artificiels : les robots peuvent-ils enfin ressentir ?

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  Prévision quantique
• 24 novembre 2023

Résumé des informations

Les systèmes nerveux artificiels, inspirés de la biologie humaine, transforment l’interaction entre les robots et le monde sensoriel. Depuis une étude fondamentale de 2018 dans laquelle un circuit nerveux sensoriel pouvait discerner le braille, jusqu'à la création en 2019 par l'Université de Singapour d'une peau artificielle surpassant le retour tactile humain, ces systèmes progressent rapidement. Des recherches sud-coréennes menées en 2021 ont en outre démontré un système sensible à la lumière qui contrôle les mouvements robotiques. Ces technologies promettent des sens prothétiques améliorés, des robots ressemblant à des humains, une rééducation améliorée pour les déficiences neurologiques, un entraînement robotique tactile et même des réflexes humains augmentés, révolutionnant potentiellement les domaines médicaux, militaires et de l'exploration spatiale.

Contexte du système nerveux artificiel

L’une des toutes premières études sur les systèmes nerveux artificiels a eu lieu en 2018, lorsque des chercheurs de l’Université de Stanford et de l’Université nationale de Séoul ont réussi à créer un système nerveux capable de reconnaître l’alphabet braille. Cet exploit a été rendu possible grâce à un circuit nerveux sensoriel qui peut être placé dans un revêtement semblable à de la peau pour les prothèses et la robotique douce. Ce circuit comportait trois composants, le premier étant un capteur tactile capable de détecter de petits points de pression. Le deuxième composant était un neurone électronique flexible qui recevait les signaux du capteur tactile. La combinaison des premier et deuxième composants a conduit à l’activation d’un transistor synaptique artificiel qui imitait les synapses humaines (signaux nerveux entre deux neurones qui relaient les informations). Les chercheurs ont testé leur circuit nerveux en le connectant à une patte de cafard et en appliquant différents niveaux de pression au capteur. La jambe se contractait en fonction de la pression appliquée.

L’un des principaux avantages des systèmes nerveux artificiels est qu’ils peuvent imiter la façon dont les humains réagissent aux stimuli externes. Cette capacité est quelque chose que les ordinateurs traditionnels ne peuvent pas faire. Par exemple, les ordinateurs traditionnels ne peuvent pas réagir assez rapidement aux environnements changeants, ce qui est essentiel pour des tâches telles que le contrôle des prothèses et la robotique. Mais les systèmes nerveux artificiels peuvent y parvenir en utilisant une technique appelée « spiding ». Le picage est un moyen de transmettre des informations basé sur la manière dont les neurones communiquent entre eux dans le cerveau. Il permet une transmission de données beaucoup plus rapide que les méthodes traditionnelles comme les signaux numériques. Cet avantage rend les systèmes nerveux artificiels bien adaptés aux tâches nécessitant des réactions rapides, telles que la manipulation robotique. Ils peuvent également être utilisés pour des emplois nécessitant un apprentissage par expérience, comme la reconnaissance faciale ou la navigation dans des environnements complexes.

Impact perturbateur

En 2019, l’Université de Singapour a réussi à développer l’un des systèmes nerveux artificiels les plus avancés, capable de donner aux robots une sensation tactile encore meilleure que celle de la peau humaine. Appelé Asynchronous Coded Electronic Skin (ACES), cet appareil traitait les pixels individuels du capteur pour transmettre rapidement des « données sensorielles ». Les modèles de peau artificielle précédents traitaient ces pixels de manière séquentielle, ce qui créait un décalage. Selon les expériences menées par l’équipe, ACES est encore meilleur que la peau humaine en matière de retour tactile. L'appareil pourrait détecter la pression plus de 1,000 XNUMX fois plus rapidement que le système nerveux sensoriel humain.

Pendant ce temps, en 2021, des chercheurs de trois universités sud-coréennes ont développé un système nerveux artificiel capable de réagir à la lumière et d’effectuer des tâches de base. L'étude comprenait une photodiode qui convertit la lumière en signal électrique, une main robotique, un circuit neuronal et un transistor qui fonctionne comme une synapse. Chaque fois qu'une lumière est allumée, la photodiode la traduit en signaux qui traversent le transistor mécanique. Les signaux sont ensuite traités par le circuit neuronal, qui commande à la main robotique d'attraper la balle programmée pour tomber dès que la lumière s'allume. Les chercheurs espèrent développer la technologie afin que la main robotique puisse éventuellement attraper la balle dès qu'elle tombe. L'objectif principal de cette étude est d'entraîner les personnes atteintes de maladies neurologiques à reprendre le contrôle de leurs membres qu'elles ne peuvent pas contrôler aussi rapidement qu'avant. 

Implications des systèmes nerveux artificiels

Les implications plus larges des systèmes nerveux artificiels peuvent inclure : 

• La création de robots humanoïdes dotés d’une peau semblable à celle d’un humain, capables de répondre aux stimuli aussi rapidement que les humains.
• Les patients victimes d'un AVC et les personnes atteintes de maladies liées à la paralysie peuvent retrouver leur sens du toucher grâce à des circuits sensoriels intégrés dans leur système nerveux.
• La formation robotique devient plus tactile, avec des opérateurs à distance capables de sentir ce que touchent les robots. Cette fonctionnalité peut être utile pour l’exploration spatiale.
• Avancées dans la reconnaissance tactile où les machines peuvent identifier des objets en les voyant et en les touchant simultanément.
• Les humains ont un système nerveux augmenté ou amélioré avec des réflexes plus rapides. Cette évolution peut être avantageuse pour les athlètes et les soldats.

Questions à commenter

• Seriez-vous intéressé à avoir un système nerveux amélioré ?
• Quels sont les autres avantages potentiels que les robots peuvent ressentir ?