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FP7

VERE Résultat en bref

Project ID: 257695
Financé au titre de: FP7-ICT
Pays: Espagne

Quand la réalité réelle rencontre la science-fiction: la station d'incarnation

Vous souvenez-vous des films Avatar et Clones, et de leur représentation époustouflante de ce qui pourrait un jour combler le fossé entre la «réalité virtuelle» (VR) et la réalité «réelle» ? Un projet financé par l'UE a fait un pas de plus vers la concrétisation de cette vision, grâce à une 'Station d'incarnation' avec laquelle on peut intégrer une personne dans un corps virtuel ou robotique.
Quand la réalité réelle rencontre la science-fiction: la station d'incarnation
Le projet VERE (Virtual Embodiment and Robotic Re-Embodiment) a été lancé en 2010 pour s'appuyer sur l'illusion de la «main en caoutchouc», sur ce qu'elle a appris aux scientifiques il y a 15 ans au sujet de la façon dont le cerveau se représente le corps, et de la plasticité de cette représentation. Au cours de cette expérience, les psychologues de l'université de Pennsylvanie avaient découvert qu'ils pouvaient convaincre une personne qu'une main en caoutchouc était la sienne en la plaçant sur une table devant eux et en la caressant comme si c'était leur vraie main.

Le projet VERE a poursuivi dans ce sens en essayant de l'appliquer au corps tout entier. Les chercheurs ont utilisé des canaux sensoriels nouveaux ainsi que la réalité virtuelle et la robotique, et trouvé qu'ils pouvaient susciter chez la personne une illusion de propriété sur un corps en réalité virtuelle ou un vrai corps robotisé qui calque ses mouvements et les synchronise avec les siens.

«Dans la réalité virtuelle immersive, un corps virtuel peut se substituer à votre corps réel. Vous voyez le corps virtuel quand vous regardez dans votre direction et, dans un miroir virtuel, il est de taille réelle et il calque ses mouvements sur les vôtres. Il est possible de le configurer pour que, lorsque vous voyez quelque chose toucher votre corps virtuel, vous ressentiez le contact sur votre corps réel», explique le professeur Mel Slater, professeur-chercheur de l'ICREA à l'université de Barcelone et coordinateur du projet VERE.

C'est précisément le niveau d'immersion que le professeur Slater et son équipe ont pu atteindre avec leur «Station d'incarnation», directement inspirée de celle que l'on voit dans le film Clones. La station lit les signaux électriques et autres signaux physiologiques du cerveau des participants, et elle transmet au corps réel les sensations visuelles, auditives et tactiles du corps de substitution, ainsi que la stimulation musculaire correspondante.

La Station d'incarnation est équipée d'un siège intégrant différents modules qui fournissent des retours sensoriels spécifiques et décodent les intentions motrices du participant au niveau cérébral à partir de l'EEG émis par le cerveau. Son fonctionnement a déjà été testé, notamment sur de grandes distances: avec un participant situé en Israël qui a été incarné dans un robot en France, et pour des personnes atteintes de lésion de la moelle épinière en Italie qui ont été incarnées dans un robot au Japon.

Progresser sur tous les fronts

Comme dans le film Avatar, les chercheurs ont focalisé une partie de leur travail sur des patients handicapés, souffrant notamment de lésions de la moelle épinière. Suite à la privation sensori-motrice massive au-dessous du niveau de la lésion, ces patients n'ont pas de processus d'intégration multi-sensorielle, un élément fondamental pour la représentation corporelle. Cette étude a donc été extrêmement utile pour révéler les mécanismes cérébraux de l'incarnation. Les résultats du projet ont montré que même si la capacité des patients à intégrer un objet externe tend à être limitée, le fait de stimuler les informations sensorielles résiduelles peut déclencher l'incarnation.

Ce dernier scénario n'est que l'un des nombreux étudiés par les participants au projet, et dont la plupart devraient déboucher sur des avancées concrètes dans des domaines aussi variés que la réhabilitation des délinquants, l'incarnation robotique pour les personnes handicapées, et la violence domestique familiale fondée sur le sexe. «Il existe plusieurs variantes d'applications qui renforcent l'empathie, mais la plupart sont pour le moment confidentielles sur le plan commercial», révèle le professeur Slater.

Les contributions les plus remarquables du projet VERE sont des découvertes sur la manière dont les signaux multi-sensoriels peuvent provoquer des sensations d'incarnation pour le contrôle à distance de clones virtuels ou robotiques, ce qui peut avoir un profond impact sur la conception future des systèmes d'interface cerveau-ordinateur. Les chercheurs ont également montré que les informations provenant du système vestibulaire peuvent améliorer la conscience du corps, et pourraient fournir un nouveau levier pour la réalité virtuelle et les neuroprothèses.

Les résultats du projet ouvrent la voie à des manipulations de la représentation corporelle par réalité virtuelle, comme possible thérapie analgésique. Le consortium a généré un «atlas» des zones du cerveau sensibles aux neurofeedback, établi l'importance du rapport agent-forme et mouvement-cinématique dans l'implémentation des scènes virtuelles, et démontré que l'IRM cérébrale fonctionnelle BOLD peut être efficace pour piloter en temps réel un robot ou un avatar.

Les chercheurs ont montré que les personnes amputées peuvent piloter un avatar même lorsqu'elles utilisent la représentation d'un bras amputé. Autre découverte notable: l'incarnation virtuelle dans un corps considéré comme un 'exo-groupe' pourrait entraîner une réduction du préjugé racial.

L'éthique des techniques de réalité virtuelle

Une autre contribution très importante dans le cadre du projet réside dans son article «Real Virtuality: A Code of Ethical Conduct». À l'heure où des systèmes de réalité virtuelle comme Hololens de Microsoft et Oculus de Facebook s'apprêtent à entrer sur le marché, les chercheurs ont examiné certains des risques que pourrait entraîner l'utilisation de la réalité virtuelle dans un but commercial ou de recherche. «Nous introduisons une solution entièrement nouvelle, aussi nous devons en comprendre les implications», souligne le docteur Slater.

Le document propose de partir d'un premier ensemble de recommandations éthiques et cite des domaines dans lesquels d'autres réflexions éthiques seront nécessaires. En ce qui concerne les risques pour les individus et la société, il traite de manière exhaustive des questions relevant de la confidentialité, des garde-fous pour la réalité virtuelle, et du désintérêt pour le corps et l'environnement réel. Les effets de l'immersion à long terme sont également largement couverts dans l'article. Les deux autres parties sont dédiées aux aspects et aux questions de recherches éthiques liées à la plasticité dans le cerveau humain.

Comme le conclut l'article, «ce qui est nouveau historiquement, et qui crée non seulement des risques psychologiques inédits mais aussi des dimensions éthiques et juridiques entièrement nouvelles, c'est qu'une réalité virtuelle devient toujours plus profondément incorporée dans une autre réalité virtuelle: l'esprit conscient des êtres humains, qui a évolué dans des conditions très spécifiques et pendant des millions d'années, s'associe à présent au niveau causal et s'entrelace au plan informationnel avec des systèmes techniques pour représenter des réalités possibles.»

Jusqu'à l'avènement de ce monde d'un tout nouveau type, le consortium a l'intention d'inscrire ses travaux de recherche dans la continuité des résultats du VERE. «Nous examinons actuellement les aspects du financement de travaux dérivés», indique le docteur Slater. Cependant, il y a des aspects commerciaux en jeu et nous ne pouvons pas encore parler des produits», a-t-il conclu.

Mots-clés

Station d'incarnation, réalité virtuelle immersive, réalité réelle
Numéro d'enregistrement: 182982 / Dernière mise à jour le: 2016-07-12
Domaine: TI, Télécommunications