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Les interfaces cerveau-machine, l'avenir de la réalité virtuelle et de la réalité mixte ?

le 06/02/2017 à 09:00
Les observateurs technologiques les plus sérieux sont généralement d'accord pour dire que notre avenir en réalité mixte sera incroyable, mais nous n'en sommes pas encore là. Au-delà des difficultés techniques tels que la fréquence d'images et le suivi de position, la réalité mixte présente des défis inédits pour les concepteurs, les artistes et les scénaristes qui créent des récits qui donnent du sens aux expériences numériques. Les développeurs d'aujourd'hui doivent reconnaître que le paradigme de la technologie personnelle évolue. Du Rift à l'Apple Watch aux Snap Spectacles, la tendance se tourne vers l'informatique portable. Mais cela pose un problème délicat pour les casques de réalité mixte : comment les utilisateurs doivent-ils interagir avec une machine qu'ils portent sur leurs visages ?

Un parallèle éclairé peut se faire avec l'évolution de l'industrie des PC. Les ordinateurs ont été commercialisés depuis 1946, mais il a fallu des évolutions majeures concernant l'interface utilisateur (GUI) pour rendre l'informatique plus personnelle, pratique et intuitive. L'interface graphique point-and-click s'est avérée si efficace qu'elle reste l'interface informatique dominante plus de trente ans après le Macintosh de 1984. Le matériel de réalité mixte d'aujourd'hui ressemble un peu à un IBM des années 1970. Les entreprises voient déjà le potentiel, et les passionnés de nouvelles technologie expérimentent timidement, mais la technologie reste inaccessible à l'utilisateur lambda. La réalité mixte a besoin d'une révolution semblable à celle de l'interface utilisateur PC pour les interactions des utilisateurs.

Un des concepteurs leaders sur ce sujet est le neuroscientifique et entrepreneur Meron Gribetz, PDG de Meta. Meta travaille sur un casque de réalité augmentée, ce qui les place dans la même catégorie que Microsoft (avec les HoloLens) et Magic Leap. Gribetz parle souvent d'un ordinateur avec une «courbe d'apprentissage zéro», c'est à dire une machine si intuitive que vous avez toujours su l'utiliser. Une telle machine fonctionnerait comme une extension de votre cerveau. Et c'est sans doute l'occasion pour les interfaces cerveau-ordinateur de redéfinir comment les humains interagissent avec le monde qui nous entoure.

Les chercheurs travaillent sur ce sujet depuis longtemps. Les ondes cérébrales ont été découvertes pour la première fois chez les humains en 1924. Dans les années 1970, les scientifiques de l'Université de Californie ont popularisé le terme interface cerveau-machine (ou ICM), se référant à un système matériel et logiciel qui utilise des ondes cérébrales pour contrôler les appareils. Alors que les ICM sont déjà couramment utilisés dans les dispositifs médicaux, c'est maintenant, avec l'avènement de l'informatique portable, que leur potentiel pourrait être pleinement exploité.

Les limites actuelles

Considérez que les cas d'utilisation les plus souvent répertoriés pour la réalité augmentée sont les suivants : le travail et la productivité, la construction, l'assemblage industriel, le transport, le sport, l'armée et la sécurité - tout cela fait référence à des contextes dynamiques qui exigent beaucoup d'attention des utilisateurs. Les dispositifs de réalité augmentée actuels simplifient-ils ces contextes ou les compliquent-ils ? Par exemple, comment un travailleur dans le BTP peut-il utiliser un «casque intelligent» tout en utilisant simultanément des outils ou en utilisant des machines complexes ? Comment un soldat pourra-t-il rapidement naviguer sur un écran en RA tout en transportant de l'équipement et en parlant à la radio ?

Ces scénarios mettent en lumière les limites des méthodes d'interaction existantes. Les commandes gestuelles empêchent d'avoir les mains libres. Les commandes vocales sont peu pratiques en public et fonctionnent mal dans des environnements bruyants. Bien que chaque méthode présente ses avantages, leurs effets cumulatifs donne le sentiment pour l'utilisateur d'avoir à appréhender un tout nouveau langage. Nous pourrions espérer que cette complexité s'atténue considérablement au fil de l'adoption des dispositifs de réalité augmentée. La meilleure solution est une interface cerveau-machine qui permettrait aux utilisateurs de faire défiler les menus, de sélectionner des icônes, de lancer des applications et même de saisir du texte en utilisant uniquement leur activité cérébrale. Imaginez le potentiel en matière de productivité qu'une ICM performante, non invasive et intuitive révélerait en réalité augmentée.

Surcharge cognitive

Au-delà des simples commandes de saisie, les ICM vont résoudre un autre problème qui se profile à l'horizon : l'inévitable surcharge cognitive. La réalité mixte peut devenir un environnement incroyablement riche en fonctionnalités - imaginez un Internet 3D sans adblockers.
 

Les utilisateurs pourraient facilement se retrouver submergés par le trop plein d'informations. Les ICM réduisent la surcharge cognitive en permettant aux interfaces co-adaptatives ou aux logiciels qui répondent aux données biométriques des utilisateurs d'afficher uniquement les informations les plus pertinentes. Des chercheurs en Finlande utilisent l'analyse des ondes cérébrales pour définir une méthode pour la préservation ou la suppression automatique du contenu dispensable.

La réalité virtuelle peut également bénéficier des ICM pour mener à la vraie «présence».  Considérons deux joueurs distincts : celui qui utilise de la magie et jette des sorts en utilisant son esprit, et un autre qui effectue les mêmes actions à l'aide de boutons analogiques sur un contrôleur. L'authenticité de l'environnement VR n'est pas la même pour les deux joueurs. Nous voulons tous vivre nos rêves de Jedi, mais les contrôleurs Oculus Touch ne sont pas tout à fait la représentation parfaite de "la Force". Les ICM sont nécessaires pour délivrer les expériences pleinement immersives que la VR nous a promises.

Malgré l'intérêt croissant des grandes entreprises technologiques, les applications commerciales des ICM ont été freinées par des coûts prohibitifs et des périphériques peu pratiques. Par exemple, un système ICM populaire est basé sur l'électroencéphalographie (EEG), qui mesure les ondes électriques dans le cerveau et les traduit en intentions de l'utilisateur. Les ICM basés sur l'EEG coûtent généralement des dizaines de milliers de dollars et nécessitent un gel capillaire pour améliorer la qualité du signal. Vous ne verrez pas cette technologie dans les rayons de la FNAC de sitôt.

Les prochaines étapes

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Toutefois, des entreprises pionnières dans le domaine telles que Emotiv et Interaxon ont déjà lancé des casques peu couteux sur le marché et offrent une formation à l'état de conscience réfléchie pour améliorer ses compétences de méditation ou améliorer sa concentration au travail. D'autres startups tels que Halo Neuroscience visent des équipes sportives professionnelles avec des casques de détection cérébrale qui améliorent la formation des athlètes par neurofeedback. Bien que ces applications soient d'une portée quelque peu limitée, elles révèlent que la neurotechnologie axée sur le consommateur devient de plus en plus pratique et abordable. Les ICM pour le grand public ne sont peut-être pas aussi loin que nous le pensons.

Il n'est pas difficile d'entrevoir le destin de la quantité de dispositifs qui encombrent nos maisons et nos bureaux : leur extinction. Au final, nos smartphones, tablettes, ordinateurs portables, téléviseurs, etc. seront probablement remplacés par un appareil unique et portable. Le design deviendra de plus en plus miniaturisé, passant de la génération actuelle d'écrans lourds à des verres légers et peut-être éventuellement des lentilles de contact qui projettent simplement la lumière directement sur votre rétine. Mais comme ces dispositifs deviennent plus petits et plus mobiles, le défi de l'interaction devient de plus en plus difficile, et les interfaces cerveau-machine apparaissent comme la meilleure solution.

Alors que les casques de VR et de RA ont ouvert de nouveaux horizons, les ICM constituent la prochaine étape de la technologie. Leur arrivée redéfinira radicalement notre relation avec la technologie. Si 2016 a été une grande année de progrès pour l'immersion visuelle, 2017 a besoin d'une révolution pour les interfaces utilisateurs - sinon la réalité mixte restera en marge de la société encore un certain temps. 
 


Tag(s) associé(s) : ICM, Réalité Mixte, Meta, Actualité, Magic Leap, Microsoft HoloLens
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