Une nouvelle conception de capteur intégrée dans un bandeau bleu a été utilisée pour contrôler sans fil un robot en utilisant uniquement des ondes cérébrales. Crédit : Adapté de ACS Applied Nano Materials, 2023, DOI : 10.1021/acsanm.2c05546
Des chercheurs ont conçu un modèle en 3D,
” data-gt-translate-attributes=”[{“attribute=””>graphène[{“attribute=””>graphene-capteur sec à base de micro-ondes qui peut mesurer l’activité électrique du cerveau sans recourir à des gels conducteurs. Les capteurs secs sont moins irritants et allergisants que les capteurs « humides » traditionnels utilisés en électroencéphalographie (EEG) pour diagnostiquer des troubles neurologiques ou contrôler des dispositifs externes via des interfaces cerveau-machine. Lorsqu’ils sont incorporés dans un bandeau élastique et utilisés avec un casque de réalité augmentée, les capteurs secs permettent le contrôle mains libres d’un robot en interprétant les signaux cérébraux. Bien qu’il ne soit pas encore aussi efficace que les capteurs humides, ce développement marque un progrès vers des interfaces cerveau-machine faciles à mettre en œuvre et non invasives.
Cela ressemble à quelque chose de science-fiction : enfilez un bandeau électronique spécialisé et contrôlez un robot en utilisant votre esprit. Mais maintenant, des recherches récentes publiées dans Nanomatériaux appliqués par ACS a fait un pas en avant pour en faire une réalité. En concevant une structure spéciale à motifs 3D qui ne repose pas sur des gels conducteurs collants, l’équipe a créé des capteurs “secs” qui peuvent mesurer l’activité électrique du cerveau, même au milieu des cheveux et des bosses et courbes de la tête.
Les médecins surveillent les signaux électriques du cerveau avec l’électroencéphalographie (EEG), dans laquelle des électrodes spécialisées sont implantées ou placées sur la surface de la tête. L’EEG aide à diagnostiquer les troubles neurologiques, mais il peut également être intégré dans des “interfaces cerveau-machine”, qui utilisent des ondes cérébrales pour contrôler un appareil externe, tel qu’une prothèse, un robot ou même un jeu vidéo.
La plupart des versions non invasives impliquent l’utilisation de capteurs “humides”, qui sont collés sur la tête avec un gel gluant qui peut irriter le cuir chevelu et parfois déclencher des réactions allergiques. Comme alternative, les chercheurs ont développé des capteurs “secs” qui ne nécessitent pas de gels, mais jusqu’à présent, aucun n’a fonctionné aussi bien que la variété humide de référence.
Bien que les nanomatériaux comme le graphène puissent être une option appropriée, leur nature plate et généralement floconneuse les rend incompatibles avec les courbes inégales de la tête humaine, en particulier sur de longues périodes. Ainsi, Francesca Iacopi et ses collègues ont voulu créer un capteur 3D à base de graphène basé sur du graphène polycristallin qui pourrait surveiller avec précision l’activité cérébrale sans aucune adhérence.
L’équipe a créé plusieurs structures 3D recouvertes de graphène avec différentes formes et motifs, chacune d’environ 10 µm d’épaisseur. Parmi les formes testées, un motif hexagonal fonctionnait le mieux sur la surface sinueuse et poilue de la région occipitale – l’endroit à la base de la tête où se trouve le cortex visuel du cerveau. L’équipe a incorporé huit de ces capteurs dans un bandeau élastique, qui les maintenait contre l’arrière de la tête.
Lorsqu’elles sont combinées à un casque de réalité augmentée affichant des signaux visuels, les électrodes peuvent détecter quel signal est visualisé, puis travailler avec un ordinateur pour interpréter les signaux en commandes contrôlant le mouvement d’un robot à quatre pattes – complètement mains libres.
Bien que les nouvelles électrodes ne fonctionnent pas encore aussi bien que les capteurs humides, les chercheurs affirment que ce travail représente une première étape vers le développement de capteurs secs robustes et faciles à mettre en œuvre pour aider à étendre les applications des interfaces cerveau-machine.
Référence : “Capteurs non invasifs pour les interfaces cerveau-machine basés sur du graphène épitaxial à micro-motifs” par Shaikh Nayeem Faisal, Tien-Thong Nguyen Do, Tasauf Torzo, Daniel Leong, Aiswarya Pradeepkumar, Chin-Teng Lin et Francesca Iacopi, 16 mars 2023, Nanomatériaux appliqués par ACS.
DOI : 10.1021/acsanm.2c05546
Les auteurs reconnaissent le financement du Defense Innovation Hub du gouvernement australien et le soutien de l’Australian National Fabrication Facility de l’Université de technologie de Sydney et de la Research & Prototype Foundry du
” data-gt-translate-attributes=”[{“attribute=””>UniversitédeSydney[{“attribute=””>UniversityofSydney Nano-Institut.
