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Un système nerveux artificiel simple est capable d’imiter la façon dont les humains réagissent à la lumière et apprennent à effectuer des tâches de base. Ce système simple pourrait être utilisé pour créer des robots et des prothèses plus utiles.

Un système artificiel « conscient »

Les humains, lorsqu’ils sont confrontés à des stimuli externes tels que la chaleur ou la lumière, peuvent réagir rapidement et automatiquement. Pensez à la façon dont votre main se retire d’une surface chaude ou à la façon dont votre jambe se redresse lorsqu’on lui tape sur le genou. Ce sont des réactions inconscientes. Mais les réponses conscientes, comme attraper une balle, doivent être affinées par des stimulations répétées.
Des chercheurs de trois universités de Corée du Sud ont mis au point un système artificiel capable de simuler une réponse consciente à des stimuli externes. Il se compose d’une photodiode – qui convertit la lumière en un signal électrique. d’un transistor jouant le rôle d’une synapse mécanique, d’un circuit de neurones artificiels, qui fait office de cerveau de ce système, et d’une main robotisée.
Lorsque la photodiode détecte de la lumière, elle envoie un signal électrique par le biais du transistor indiquant que la lumière est allumée. Ce signal est transmis au circuit de neurones artificiels. À cet endroit, le message est reçu, et ce circuit apprend alors comment répondre au signal, en envoyant une commande à une main robotique qu’il contrôle.
Au moment où la lumière est allumée, ce qui déclenche tout le processus au niveau de la photodiode, une balle est lâchée au-dessus de la main. L’idée est que l’engin apprenne à déplacer la main assez rapidement pour attraper la balle.
Ce processus est similaire à la façon dont notre œil transmet des signaux électriques via des synapses à notre cerveau, qui traduit ensuite ces signaux, décide d’un plan d’action et envoie une commande aux muscles pour qu’ils bougent – tout cela en une fraction de seconde.

Ses performances se sont améliorés

Au début de l’expérience, le cerveau de ce système a mis du temps à traduire le signal lumineux en une décision de saisir la main. Avant « d’apprendre » comment réagir, ce système a mis 2,56 secondes pour le faire. Après avoir été exposé de manière répétée au signal lumineux et avoir eu le temps de traiter ce qu’il devait faire, ce temps est tombé à 0,23 seconde. Selon les chercheurs, ce système neuronal artificiel imite quelque chose comme une réponse biologique consciente.
L’un des objectifs de ce type de recherche est d’aider les personnes atteintes de troubles neurologiques à retrouver le contrôle des organes et des membres, qu’elles ne peuvent pas contrôler aussi rapidement qu’avant.
« Le fonctionnement de ce dispositif est très prometteur, notamment pour les tâches d’assistance humaine ou pour l’entraînement de systèmes robotiques basés sur le mouvement humain », explique Jonathan Aitken, de l’université de Sheffield, au Royaume-Uni.

Pour plusieurs applications potentielles

M. Aitken pense que ce système pourrait être combiné avec des dispositifs vestimentaires permettant de suivre la façon dont les gens se déplacent afin de créer des robots entraînés à se comporter de manière similaire. Il pourrait, par exemple, permettre aux robots d’effectuer des tâches manuelles qui nécessitent de réagir à des circonstances extérieures.
Cette recherche a été publiée dans Science Advances.
Source : New Scientist
Crédit photo : StockPhotoSecrets 

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