La neuroscience au volant
Mehul Nayak
Mis à jour le
28 avr. 2022
La neuroscience au volant
Mehul Nayak
Mis à jour le
28 avr. 2022
La neuroscience au volant
Mehul Nayak
Mis à jour le
28 avr. 2022
Écrit par le Dr Nikolas Williams, chercheur scientifique chez Emotiv.
Il y a plusieurs mois, je suis retourné vivre aux États-Unis après huit ans passés à l'étranger. Recommencer à zéro impliquait notamment d'acheter tout ce dont on a besoin pour vivre. En plus d'un canapé, d'un lit et d'une table à manger, j'avais bien sûr besoin d'une voiture. Me considérant comme quelqu'un d'avisé sur le plan financier, j'ai cherché exclusivement des modèles plus anciens et économiques, mais j'ai rapidement été démoralisé par les prix gonflés et la rareté des stocks. Le marché des voitures d'occasion de 2021 me poussait de fait à acheter du neuf, ce que j'ai finalement fait. Mon désarroi d'avoir enfreint les principes de base des finances personnelles a rapidement été remplacé par un enthousiasme débordant pour le confort et les fonctionnalités de mon tout nouveau SUV Toyota.
J'ai été particulièrement séduit par les fonctions de conduite autonome dont, jusqu'à présent, je n'avais fait que lire des articles. La direction assistée et le radar prospectif ont fait des longs trajets un jeu d'enfant. Je devais simplement garder les yeux sur la route et une main posée sur le volant, et ma voiture se conduisait pratiquement toute seule. Ajoutez à cela l'évitement des collisions, la surveillance des angles morts, les caméras de recul équipées d'un système d'alerte pour m'assurer de ne reculer sur personne traversant derrière moi, et cette nouvelle voiture était objectivement d'une sécurité infiniment supérieure aux modèles plus anciens que j'avais conduits pendant la majeure partie de la dernière décennie.
Les voitures, bien sûr, ne se conduisent pas encore toutes seules. Bien qu'elles disposent de fonctions de sécurité et d'autonomie pratiques, elles nécessitent toujours la surveillance du conducteur et, si nécessaire, son intervention. Nous sommes encore bien loin de pouvoir éliminer le facteur humain de la conduite, et c'est ce facteur qui est principalement responsable des accidents de la route et des décès. Les humains font des erreurs au volant. Qu'ils décident de conduire un véhicule après avoir bu, qu'ils trouvent amusant de faire des excès de vitesse ou qu'ils ressentent le besoin de parcourir encore quelques kilomètres avant de s'arrêter pour reposer leur corps fatigué, les humains causent de nombreux accidents de la route évitables.
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Selon la National Highway Traffic Safety Administration (NHTSA), il y a eu 36 096 décès dans des accidents de la route en 2019. Pour 2020, les décès sont estimés à plus de 38 000 [1]. Un pourcentage important d'entre eux est attribuable à une conduite à risque et est donc évitable. La NHTSA a identifié six types de conduite à risque : l'excès de vitesse, la conduite sous l'emprise de l'alcool et de drogues, la non-utilisation (ou l'utilisation incorrecte) de la ceinture de sécurité, la distraction au volant et la somnolence au volant. Comme les deux tiers de tous les décès sur la route peuvent être attribués aux excès de vitesse et aux facultés affaiblies, de nombreuses campagnes d'intervention visent à juste titre à lutter contre ces risques. Cependant, la distraction au volant et la somnolence entraînent un nombre non négligeable de décès, avec 3 142 décès liés à la distraction et 697 décès liés à la somnolence en 2019 [2].
Utiliser les neurosciences pour mesurer l'attention en laboratoire
Les neurosciences au volant - Utiliser les neurosciences pour mesurer l'attention en laboratoire.
Les neuroscientifiques utilisent différentes méthodes pour mesurer l'attention en laboratoire. L'une de ces méthodes repose sur le fait que notre cerveau libère de minuscules quantités d'électricité lorsque ses neurones s'activent. Grâce à l'électroencéphalogramme (EEG), nous pouvons mesurer les fluctuations de cette électricité pour comprendre quand et où le cerveau est actif. La vitesse, ou fréquence, à laquelle ces fluctuations se produisent est appelée oscillations, ou plus communément, ondes cérébrales. La fréquence des ondes cérébrales peut donner un aperçu des états ou processus mentaux.
Par exemple, les ondes cérébrales qui oscillent de 14 à 30 fois par seconde (ou 14 - 30 Hz) sont appelées ondes bêta et sont associées à des niveaux élevés d'engagement mental. Les oscillations dans la plage de 8 à 13 Hz sont appelées ondes alpha et sont généralement présentes pendant les périodes de relaxation ou d'attention passive. Par exemple, on observe souvent des ondes alpha lorsqu'une personne médite. Les ondes thêta sont des oscillations comprises entre 4 et 7 Hz et sont observées lorsqu'une personne est profondément détendue ou somnolente. Les ondes les plus lentes sont les ondes delta (1 - 4 Hz) et sont observées lorsqu'une personne dort profondément.
Voir l'article connexe The Introductory Guide to EEG
En laboratoire, les scientifiques peuvent mesurer le moment, l'amplitude et la fréquence des ondes cérébrales pour déterminer à quel point l'esprit d'une personne est engagé ou distrait pendant des tâches. Par exemple, lorsqu'une personne voit ou entend quelque chose qu'elle guettait, son EEG montre une réponse très spécifique appelée P300, qui est une onde de grande amplitude se produisant environ 300 ms après l'apparition de l'objet [3]. De même, une diminution des oscillations alpha peut indiquer que quelqu'un prête une attention soutenue à quelque chose [4]. La somnolence produit également des signatures EEG détectables par le biais de modifications des oscillations delta, thêta et alpha [5].
Comment mesurer l'attention dans une voiture ?
Dans un véhicule, nous pouvons mesurer l'attention et la somnolence à l'aide de méthodes comportementales. Par exemple, des caméras pourraient suivre les yeux des conducteurs pour s'assurer qu'ils regardent la route. De même, des caméras pourraient détecter quand la tête des conducteurs commence à s'affaisser, indiquant qu'ils ont sommeil. Cependant, ce n'est pas parce qu'une personne regarde la route ou que sa tête ne s'affaisse pas qu'elle est attentive ou qu'elle n'est pas fatiguée. L'EEG peut renforcer la détection de ces états dangereux. Il pourrait même être en mesure de les prédire avant qu'ils ne soient détectables par le comportement.
Les neurosciences au volant - L'EEG peut renforcer la détection de ces états dangereux. Il pourrait même être en mesure de les prédire avant qu'ils ne soient détectables par le comportement.
En 2020, des chercheurs ont mené une revue systématique d'études utilisant des casques EEG disponibles sur le marché pour détecter la somnolence en temps réel [6]. Ils ont rapporté que le casque le plus utilisé dans ce type d'études était celui fabriqué par Emotiv, suivi de Neurosky, Interaxon et OpenBCI. Pour la détection de la somnolence, ils ont découvert que même des caractéristiques de base de l'EEG, telles que les oscillations de fréquence, pouvaient être utilisées. Cependant, ils soulignent que dans de nombreux cas, « l'optimisation algorithmique reste nécessaire », ce qui signifie que les algorithmes d'apprentissage automatique ont permis d'obtenir des détections plus précises.
Tirer parti de l'EEG commercial et des algorithmes d'apprentissage automatique pour renforcer notre sécurité
Emotiv est le leader de l'EEG grand public depuis plus d'une décennie. Au cours de cette période, l'entreprise a développé des systèmes EEG sous diverses formes, des casques de recherche traditionnels à 32 canaux aux écouteurs intra-auriculaires à 2 canaux. Les systèmes ultra-compacts, comme les écouteurs MN8 ou le casque Insight, représentent les premiers pas vers des neurotechnologies portables au quotidien. En intégrant ces types d'équipements dans les commandes de l'automobile, nous pourrions être en mesure de prévenir les accidents avant même que les états mentaux en cause ne surviennent.
Les neurosciences au volant - Tirer parti de l'EEG commercial et des algorithmes d'apprentissage automatique pour renforcer notre sécurité.
L'intégration d'équipements EEG dans les véhicules n'est qu'une partie de la solution. Afin de tirer parti des données cérébrales acquises, nous devons les traiter en mesures utiles. Des algorithmes d'apprentissage automatique sophistiqués y parviennent en décodant les données EEG en indicateurs capables de répertorier des états mentaux spécifiques. À ce jour, Emotiv a développé sept détections de ce type : la frustration, l'intérêt, la relaxation, l'engagement, l'excitation, l'attention et le stress. Les ingénieurs d'Emotiv ont travaillé en étroite collaboration avec des neuroscientifiques pour développer ces détections à travers des protocoles expérimentaux rigoureux connus pour susciter ces états. Dans le secteur automobile, Emotiv peaufine actuellement une détection de la distraction du conducteur développée au sein d'un simulateur de conduite. Cela fait suite aux résultats prometteurs d'une collaboration avec le Royal Automobile Club d'Australie-Occidentale, qui a donné naissance à une voiture pilotée par l'attention qui ralentissait lorsque l'attention faiblissait [7]. Vous pouvez visionner des vidéos de cette collaboration et des résultats sur YouTube.
Les neurosciences et l'avenir de la conduite
Les neurosciences au volant - Les neurosciences et l'avenir de la conduite.
Depuis les premières interventions comme les ceintures de sécurité et les bandes rugueuses jusqu'aux solutions modernes comme le freinage d'urgence automatique et la direction assistée, nos voitures sont devenues beaucoup plus sûres. Pourtant, le nombre de personnes qui meurent chaque année dans des accidents montre que nous avons encore un long chemin à parcourir avant d'atteindre le point où les véhicules pourront être considérés comme « sûrs ». À mesure que la technologie progresse, nos voitures vont sans aucun doute continuer à devenir plus sûres, mais tant que les humains seront les principaux conducteurs des véhicules, il continuera d'y avoir des accidents d'origine humaine. La technologie EEG représente une voie particulièrement prometteuse pour atténuer le facteur humain en détectant des indices subtils et en intervenant avant même que les conditions propices aux accidents ne se présentent.
Références
Écrit par le Dr Nikolas Williams, chercheur scientifique chez Emotiv.
Il y a plusieurs mois, je suis retourné vivre aux États-Unis après huit ans passés à l'étranger. Recommencer à zéro impliquait notamment d'acheter tout ce dont on a besoin pour vivre. En plus d'un canapé, d'un lit et d'une table à manger, j'avais bien sûr besoin d'une voiture. Me considérant comme quelqu'un d'avisé sur le plan financier, j'ai cherché exclusivement des modèles plus anciens et économiques, mais j'ai rapidement été démoralisé par les prix gonflés et la rareté des stocks. Le marché des voitures d'occasion de 2021 me poussait de fait à acheter du neuf, ce que j'ai finalement fait. Mon désarroi d'avoir enfreint les principes de base des finances personnelles a rapidement été remplacé par un enthousiasme débordant pour le confort et les fonctionnalités de mon tout nouveau SUV Toyota.
J'ai été particulièrement séduit par les fonctions de conduite autonome dont, jusqu'à présent, je n'avais fait que lire des articles. La direction assistée et le radar prospectif ont fait des longs trajets un jeu d'enfant. Je devais simplement garder les yeux sur la route et une main posée sur le volant, et ma voiture se conduisait pratiquement toute seule. Ajoutez à cela l'évitement des collisions, la surveillance des angles morts, les caméras de recul équipées d'un système d'alerte pour m'assurer de ne reculer sur personne traversant derrière moi, et cette nouvelle voiture était objectivement d'une sécurité infiniment supérieure aux modèles plus anciens que j'avais conduits pendant la majeure partie de la dernière décennie.
Les voitures, bien sûr, ne se conduisent pas encore toutes seules. Bien qu'elles disposent de fonctions de sécurité et d'autonomie pratiques, elles nécessitent toujours la surveillance du conducteur et, si nécessaire, son intervention. Nous sommes encore bien loin de pouvoir éliminer le facteur humain de la conduite, et c'est ce facteur qui est principalement responsable des accidents de la route et des décès. Les humains font des erreurs au volant. Qu'ils décident de conduire un véhicule après avoir bu, qu'ils trouvent amusant de faire des excès de vitesse ou qu'ils ressentent le besoin de parcourir encore quelques kilomètres avant de s'arrêter pour reposer leur corps fatigué, les humains causent de nombreux accidents de la route évitables.
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Selon la National Highway Traffic Safety Administration (NHTSA), il y a eu 36 096 décès dans des accidents de la route en 2019. Pour 2020, les décès sont estimés à plus de 38 000 [1]. Un pourcentage important d'entre eux est attribuable à une conduite à risque et est donc évitable. La NHTSA a identifié six types de conduite à risque : l'excès de vitesse, la conduite sous l'emprise de l'alcool et de drogues, la non-utilisation (ou l'utilisation incorrecte) de la ceinture de sécurité, la distraction au volant et la somnolence au volant. Comme les deux tiers de tous les décès sur la route peuvent être attribués aux excès de vitesse et aux facultés affaiblies, de nombreuses campagnes d'intervention visent à juste titre à lutter contre ces risques. Cependant, la distraction au volant et la somnolence entraînent un nombre non négligeable de décès, avec 3 142 décès liés à la distraction et 697 décès liés à la somnolence en 2019 [2].
Utiliser les neurosciences pour mesurer l'attention en laboratoire
Les neurosciences au volant - Utiliser les neurosciences pour mesurer l'attention en laboratoire.
Les neuroscientifiques utilisent différentes méthodes pour mesurer l'attention en laboratoire. L'une de ces méthodes repose sur le fait que notre cerveau libère de minuscules quantités d'électricité lorsque ses neurones s'activent. Grâce à l'électroencéphalogramme (EEG), nous pouvons mesurer les fluctuations de cette électricité pour comprendre quand et où le cerveau est actif. La vitesse, ou fréquence, à laquelle ces fluctuations se produisent est appelée oscillations, ou plus communément, ondes cérébrales. La fréquence des ondes cérébrales peut donner un aperçu des états ou processus mentaux.
Par exemple, les ondes cérébrales qui oscillent de 14 à 30 fois par seconde (ou 14 - 30 Hz) sont appelées ondes bêta et sont associées à des niveaux élevés d'engagement mental. Les oscillations dans la plage de 8 à 13 Hz sont appelées ondes alpha et sont généralement présentes pendant les périodes de relaxation ou d'attention passive. Par exemple, on observe souvent des ondes alpha lorsqu'une personne médite. Les ondes thêta sont des oscillations comprises entre 4 et 7 Hz et sont observées lorsqu'une personne est profondément détendue ou somnolente. Les ondes les plus lentes sont les ondes delta (1 - 4 Hz) et sont observées lorsqu'une personne dort profondément.
Voir l'article connexe The Introductory Guide to EEG
En laboratoire, les scientifiques peuvent mesurer le moment, l'amplitude et la fréquence des ondes cérébrales pour déterminer à quel point l'esprit d'une personne est engagé ou distrait pendant des tâches. Par exemple, lorsqu'une personne voit ou entend quelque chose qu'elle guettait, son EEG montre une réponse très spécifique appelée P300, qui est une onde de grande amplitude se produisant environ 300 ms après l'apparition de l'objet [3]. De même, une diminution des oscillations alpha peut indiquer que quelqu'un prête une attention soutenue à quelque chose [4]. La somnolence produit également des signatures EEG détectables par le biais de modifications des oscillations delta, thêta et alpha [5].
Comment mesurer l'attention dans une voiture ?
Dans un véhicule, nous pouvons mesurer l'attention et la somnolence à l'aide de méthodes comportementales. Par exemple, des caméras pourraient suivre les yeux des conducteurs pour s'assurer qu'ils regardent la route. De même, des caméras pourraient détecter quand la tête des conducteurs commence à s'affaisser, indiquant qu'ils ont sommeil. Cependant, ce n'est pas parce qu'une personne regarde la route ou que sa tête ne s'affaisse pas qu'elle est attentive ou qu'elle n'est pas fatiguée. L'EEG peut renforcer la détection de ces états dangereux. Il pourrait même être en mesure de les prédire avant qu'ils ne soient détectables par le comportement.
Les neurosciences au volant - L'EEG peut renforcer la détection de ces états dangereux. Il pourrait même être en mesure de les prédire avant qu'ils ne soient détectables par le comportement.
En 2020, des chercheurs ont mené une revue systématique d'études utilisant des casques EEG disponibles sur le marché pour détecter la somnolence en temps réel [6]. Ils ont rapporté que le casque le plus utilisé dans ce type d'études était celui fabriqué par Emotiv, suivi de Neurosky, Interaxon et OpenBCI. Pour la détection de la somnolence, ils ont découvert que même des caractéristiques de base de l'EEG, telles que les oscillations de fréquence, pouvaient être utilisées. Cependant, ils soulignent que dans de nombreux cas, « l'optimisation algorithmique reste nécessaire », ce qui signifie que les algorithmes d'apprentissage automatique ont permis d'obtenir des détections plus précises.
Tirer parti de l'EEG commercial et des algorithmes d'apprentissage automatique pour renforcer notre sécurité
Emotiv est le leader de l'EEG grand public depuis plus d'une décennie. Au cours de cette période, l'entreprise a développé des systèmes EEG sous diverses formes, des casques de recherche traditionnels à 32 canaux aux écouteurs intra-auriculaires à 2 canaux. Les systèmes ultra-compacts, comme les écouteurs MN8 ou le casque Insight, représentent les premiers pas vers des neurotechnologies portables au quotidien. En intégrant ces types d'équipements dans les commandes de l'automobile, nous pourrions être en mesure de prévenir les accidents avant même que les états mentaux en cause ne surviennent.
Les neurosciences au volant - Tirer parti de l'EEG commercial et des algorithmes d'apprentissage automatique pour renforcer notre sécurité.
L'intégration d'équipements EEG dans les véhicules n'est qu'une partie de la solution. Afin de tirer parti des données cérébrales acquises, nous devons les traiter en mesures utiles. Des algorithmes d'apprentissage automatique sophistiqués y parviennent en décodant les données EEG en indicateurs capables de répertorier des états mentaux spécifiques. À ce jour, Emotiv a développé sept détections de ce type : la frustration, l'intérêt, la relaxation, l'engagement, l'excitation, l'attention et le stress. Les ingénieurs d'Emotiv ont travaillé en étroite collaboration avec des neuroscientifiques pour développer ces détections à travers des protocoles expérimentaux rigoureux connus pour susciter ces états. Dans le secteur automobile, Emotiv peaufine actuellement une détection de la distraction du conducteur développée au sein d'un simulateur de conduite. Cela fait suite aux résultats prometteurs d'une collaboration avec le Royal Automobile Club d'Australie-Occidentale, qui a donné naissance à une voiture pilotée par l'attention qui ralentissait lorsque l'attention faiblissait [7]. Vous pouvez visionner des vidéos de cette collaboration et des résultats sur YouTube.
Les neurosciences et l'avenir de la conduite
Les neurosciences au volant - Les neurosciences et l'avenir de la conduite.
Depuis les premières interventions comme les ceintures de sécurité et les bandes rugueuses jusqu'aux solutions modernes comme le freinage d'urgence automatique et la direction assistée, nos voitures sont devenues beaucoup plus sûres. Pourtant, le nombre de personnes qui meurent chaque année dans des accidents montre que nous avons encore un long chemin à parcourir avant d'atteindre le point où les véhicules pourront être considérés comme « sûrs ». À mesure que la technologie progresse, nos voitures vont sans aucun doute continuer à devenir plus sûres, mais tant que les humains seront les principaux conducteurs des véhicules, il continuera d'y avoir des accidents d'origine humaine. La technologie EEG représente une voie particulièrement prometteuse pour atténuer le facteur humain en détectant des indices subtils et en intervenant avant même que les conditions propices aux accidents ne se présentent.
Références
Écrit par le Dr Nikolas Williams, chercheur scientifique chez Emotiv.
Il y a plusieurs mois, je suis retourné vivre aux États-Unis après huit ans passés à l'étranger. Recommencer à zéro impliquait notamment d'acheter tout ce dont on a besoin pour vivre. En plus d'un canapé, d'un lit et d'une table à manger, j'avais bien sûr besoin d'une voiture. Me considérant comme quelqu'un d'avisé sur le plan financier, j'ai cherché exclusivement des modèles plus anciens et économiques, mais j'ai rapidement été démoralisé par les prix gonflés et la rareté des stocks. Le marché des voitures d'occasion de 2021 me poussait de fait à acheter du neuf, ce que j'ai finalement fait. Mon désarroi d'avoir enfreint les principes de base des finances personnelles a rapidement été remplacé par un enthousiasme débordant pour le confort et les fonctionnalités de mon tout nouveau SUV Toyota.
J'ai été particulièrement séduit par les fonctions de conduite autonome dont, jusqu'à présent, je n'avais fait que lire des articles. La direction assistée et le radar prospectif ont fait des longs trajets un jeu d'enfant. Je devais simplement garder les yeux sur la route et une main posée sur le volant, et ma voiture se conduisait pratiquement toute seule. Ajoutez à cela l'évitement des collisions, la surveillance des angles morts, les caméras de recul équipées d'un système d'alerte pour m'assurer de ne reculer sur personne traversant derrière moi, et cette nouvelle voiture était objectivement d'une sécurité infiniment supérieure aux modèles plus anciens que j'avais conduits pendant la majeure partie de la dernière décennie.
Les voitures, bien sûr, ne se conduisent pas encore toutes seules. Bien qu'elles disposent de fonctions de sécurité et d'autonomie pratiques, elles nécessitent toujours la surveillance du conducteur et, si nécessaire, son intervention. Nous sommes encore bien loin de pouvoir éliminer le facteur humain de la conduite, et c'est ce facteur qui est principalement responsable des accidents de la route et des décès. Les humains font des erreurs au volant. Qu'ils décident de conduire un véhicule après avoir bu, qu'ils trouvent amusant de faire des excès de vitesse ou qu'ils ressentent le besoin de parcourir encore quelques kilomètres avant de s'arrêter pour reposer leur corps fatigué, les humains causent de nombreux accidents de la route évitables.
[block id="cta-shortcode-browse-eeg-headsets-v2"]
Selon la National Highway Traffic Safety Administration (NHTSA), il y a eu 36 096 décès dans des accidents de la route en 2019. Pour 2020, les décès sont estimés à plus de 38 000 [1]. Un pourcentage important d'entre eux est attribuable à une conduite à risque et est donc évitable. La NHTSA a identifié six types de conduite à risque : l'excès de vitesse, la conduite sous l'emprise de l'alcool et de drogues, la non-utilisation (ou l'utilisation incorrecte) de la ceinture de sécurité, la distraction au volant et la somnolence au volant. Comme les deux tiers de tous les décès sur la route peuvent être attribués aux excès de vitesse et aux facultés affaiblies, de nombreuses campagnes d'intervention visent à juste titre à lutter contre ces risques. Cependant, la distraction au volant et la somnolence entraînent un nombre non négligeable de décès, avec 3 142 décès liés à la distraction et 697 décès liés à la somnolence en 2019 [2].
Utiliser les neurosciences pour mesurer l'attention en laboratoire
Les neurosciences au volant - Utiliser les neurosciences pour mesurer l'attention en laboratoire.
Les neuroscientifiques utilisent différentes méthodes pour mesurer l'attention en laboratoire. L'une de ces méthodes repose sur le fait que notre cerveau libère de minuscules quantités d'électricité lorsque ses neurones s'activent. Grâce à l'électroencéphalogramme (EEG), nous pouvons mesurer les fluctuations de cette électricité pour comprendre quand et où le cerveau est actif. La vitesse, ou fréquence, à laquelle ces fluctuations se produisent est appelée oscillations, ou plus communément, ondes cérébrales. La fréquence des ondes cérébrales peut donner un aperçu des états ou processus mentaux.
Par exemple, les ondes cérébrales qui oscillent de 14 à 30 fois par seconde (ou 14 - 30 Hz) sont appelées ondes bêta et sont associées à des niveaux élevés d'engagement mental. Les oscillations dans la plage de 8 à 13 Hz sont appelées ondes alpha et sont généralement présentes pendant les périodes de relaxation ou d'attention passive. Par exemple, on observe souvent des ondes alpha lorsqu'une personne médite. Les ondes thêta sont des oscillations comprises entre 4 et 7 Hz et sont observées lorsqu'une personne est profondément détendue ou somnolente. Les ondes les plus lentes sont les ondes delta (1 - 4 Hz) et sont observées lorsqu'une personne dort profondément.
Voir l'article connexe The Introductory Guide to EEG
En laboratoire, les scientifiques peuvent mesurer le moment, l'amplitude et la fréquence des ondes cérébrales pour déterminer à quel point l'esprit d'une personne est engagé ou distrait pendant des tâches. Par exemple, lorsqu'une personne voit ou entend quelque chose qu'elle guettait, son EEG montre une réponse très spécifique appelée P300, qui est une onde de grande amplitude se produisant environ 300 ms après l'apparition de l'objet [3]. De même, une diminution des oscillations alpha peut indiquer que quelqu'un prête une attention soutenue à quelque chose [4]. La somnolence produit également des signatures EEG détectables par le biais de modifications des oscillations delta, thêta et alpha [5].
Comment mesurer l'attention dans une voiture ?
Dans un véhicule, nous pouvons mesurer l'attention et la somnolence à l'aide de méthodes comportementales. Par exemple, des caméras pourraient suivre les yeux des conducteurs pour s'assurer qu'ils regardent la route. De même, des caméras pourraient détecter quand la tête des conducteurs commence à s'affaisser, indiquant qu'ils ont sommeil. Cependant, ce n'est pas parce qu'une personne regarde la route ou que sa tête ne s'affaisse pas qu'elle est attentive ou qu'elle n'est pas fatiguée. L'EEG peut renforcer la détection de ces états dangereux. Il pourrait même être en mesure de les prédire avant qu'ils ne soient détectables par le comportement.
Les neurosciences au volant - L'EEG peut renforcer la détection de ces états dangereux. Il pourrait même être en mesure de les prédire avant qu'ils ne soient détectables par le comportement.
En 2020, des chercheurs ont mené une revue systématique d'études utilisant des casques EEG disponibles sur le marché pour détecter la somnolence en temps réel [6]. Ils ont rapporté que le casque le plus utilisé dans ce type d'études était celui fabriqué par Emotiv, suivi de Neurosky, Interaxon et OpenBCI. Pour la détection de la somnolence, ils ont découvert que même des caractéristiques de base de l'EEG, telles que les oscillations de fréquence, pouvaient être utilisées. Cependant, ils soulignent que dans de nombreux cas, « l'optimisation algorithmique reste nécessaire », ce qui signifie que les algorithmes d'apprentissage automatique ont permis d'obtenir des détections plus précises.
Tirer parti de l'EEG commercial et des algorithmes d'apprentissage automatique pour renforcer notre sécurité
Emotiv est le leader de l'EEG grand public depuis plus d'une décennie. Au cours de cette période, l'entreprise a développé des systèmes EEG sous diverses formes, des casques de recherche traditionnels à 32 canaux aux écouteurs intra-auriculaires à 2 canaux. Les systèmes ultra-compacts, comme les écouteurs MN8 ou le casque Insight, représentent les premiers pas vers des neurotechnologies portables au quotidien. En intégrant ces types d'équipements dans les commandes de l'automobile, nous pourrions être en mesure de prévenir les accidents avant même que les états mentaux en cause ne surviennent.
Les neurosciences au volant - Tirer parti de l'EEG commercial et des algorithmes d'apprentissage automatique pour renforcer notre sécurité.
L'intégration d'équipements EEG dans les véhicules n'est qu'une partie de la solution. Afin de tirer parti des données cérébrales acquises, nous devons les traiter en mesures utiles. Des algorithmes d'apprentissage automatique sophistiqués y parviennent en décodant les données EEG en indicateurs capables de répertorier des états mentaux spécifiques. À ce jour, Emotiv a développé sept détections de ce type : la frustration, l'intérêt, la relaxation, l'engagement, l'excitation, l'attention et le stress. Les ingénieurs d'Emotiv ont travaillé en étroite collaboration avec des neuroscientifiques pour développer ces détections à travers des protocoles expérimentaux rigoureux connus pour susciter ces états. Dans le secteur automobile, Emotiv peaufine actuellement une détection de la distraction du conducteur développée au sein d'un simulateur de conduite. Cela fait suite aux résultats prometteurs d'une collaboration avec le Royal Automobile Club d'Australie-Occidentale, qui a donné naissance à une voiture pilotée par l'attention qui ralentissait lorsque l'attention faiblissait [7]. Vous pouvez visionner des vidéos de cette collaboration et des résultats sur YouTube.
Les neurosciences et l'avenir de la conduite
Les neurosciences au volant - Les neurosciences et l'avenir de la conduite.
Depuis les premières interventions comme les ceintures de sécurité et les bandes rugueuses jusqu'aux solutions modernes comme le freinage d'urgence automatique et la direction assistée, nos voitures sont devenues beaucoup plus sûres. Pourtant, le nombre de personnes qui meurent chaque année dans des accidents montre que nous avons encore un long chemin à parcourir avant d'atteindre le point où les véhicules pourront être considérés comme « sûrs ». À mesure que la technologie progresse, nos voitures vont sans aucun doute continuer à devenir plus sûres, mais tant que les humains seront les principaux conducteurs des véhicules, il continuera d'y avoir des accidents d'origine humaine. La technologie EEG représente une voie particulièrement prometteuse pour atténuer le facteur humain en détectant des indices subtils et en intervenant avant même que les conditions propices aux accidents ne se présentent.
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