DGA/ APP / AID / Apprenti - Ingénieur en NeuroTechnologies

Les conflits contemporains illustrent le rôle croissant des drones et des technologies autonomes pour la domination du champ de bataille et la création de zones de déni. Si ces systèmes embarquent des algorithmes d'IA avancés pour la perception, la navigation et la prise de décision, ils doivent néanmoins s'appuyer sur des décisions humaines finales, tant pour des raisons éthiques que pour des impératifs de fiabilité opérationnelle (prévention du tir fratricide, notamment). 

Dans ce contexte, la pression exercée sur les opérateurs en situation de combat peut rendre particulièrement difficile l'utilisation des interfaces classiques (consoles, joysticks) qui imposent une coordination psychomotrice avec des niveaux de maîtrise variables.  Pour plus de naturalité et pour tenter de lisser l’habileté qu’impose les télécommandes, il serait souhaitable d’ouvrir un autre champ d’interaction opérateur-drone(s) en développant de nouveaux modes d'interaction multimodaux, plus intuitifs et adaptés aux contraintes de l'environnement opérationnel.

De nombreux travaux, dont ceux menés par l'équipe Neuroergonomie de l'ISAE-SUPAERO, ont démontré la faisabilité d'une commande par la « pensée » grâce à des neurotechnologies non invasives. Des casques EEG portables, combinés à des algorithmes de machine Learning, permettent de mesurer l'activité cérébrale en temps réel, de l'interpréter et de la transformer en commandes de haut niveau pour interagir avec des systèmes autonomes — ouvrant ainsi la voie au pilotage de drones par la pensée focalisation attentionnelle sur un élément ciblé.

L’analyse de la direction du regard peut être réalisée dans certains cas sans que l’utilisateur n’ait besoin de porter le moindre capteur, celui-ci étant intégré à son poste de travail ou de commande contrôle. 

Par ailleurs, d'autres équipes ont mis au point des bracelets à microélectrodes haute densité permettant de décoder les intentions motrices fines à partir de signaux musculaires. Ces dispositifs permettent non seulement d'interpréter des gestes effectués, mais également fait remarquable  de décoder des intentions gestuelles sans que le geste soit réalisé. Cette capacité de commande par geste imaginé est particulièrement précieuse dans des environnements fortement contraints.

Enfin, des techniques de commande vocale, voire subvocale, viennent compléter ce panel d'interactions pour offrir plus de naturalité et d'autonomie dans la communication opérateur système. Elles peuvent par exemple venir amorcer puis confirmer très naturellement l’intentionnalité d’une commande combinant d’autres modalités convergentes (ex. BCI + Eye et Head Tracking). 

MISSION PRINCIPALE DE L’ETUDIANT : 

L'enjeu de cet apprentissage, mené en partenariat avec l'Agence Innovation Défense (AID) et les équipes Neuroergonomie et Systèmes Autonomes du DCAS de l'ISAE-SUPAERO, est d'intégrer ces différentes technologies afin de proposer de nouvelles capacités d'interaction entre l'opérateur humain et les systèmes de drones.