Projet : Simulation de neuroprothèses visuelles (SPV)

Contexte du projet :

Les progrès récents dans le domaine des interfaces cerveau-machine et notamment dans celui des neuroprothèses visuelles pour les non-voyants permettent d'envisager une diffusion importante à moyen et long terme de ces dispositifs de suppléance novateurs.
Ces neuroprothèses sont constituées d’une matrice d’électrodes implantée dans la rétine ou le cortex visuel pour leur partie interne et d’une caméra couplée à un calculateur et à un stimulateur pour leur partie externe. Ces dispositifs permettent à des personnes non-voyantes de percevoir des taches blanches -appelées phosphènes- sur une portion limitée de leur champ visuel.
Les implants actuels possèdent cependant une résolution d'affichage très faible qui rend leur utilisation délicate (voir même impossible) si la stimulation électrique appliquée au système visuel reproduit de manière directe l'information visuelle capturée par la caméra. Pour exploiter de manière plus efficace ces neuroprothèses, il semble judicieux de s’appuyer sur des algorithmes de vision artificielle pour présenter à la personne implantée moins d’informations mais d’une grande pertinence pour effectuer une tâche donnée.
Ces dernières décennies, la vision par ordinateur a connu d’énormes avancées, grâce à la mise au point de nouveaux algorithmes de traitement des images et à l'augmentation de la puissance de calcul des processeurs. Désormais, il est possible de localiser et reconnaître des objets, d'identifier des visages ou encore de lire du texte, et ceci en temps réel. Ce sont différentes stratégies de représentation de ces informations de haut niveau que nous proposons d'évaluer dans diverses situations de la vie courante.

Comme l’accès à des patients implantés est encore confidentiel, de nombreux groupes de recherche étudient les possibilités offertes par les neuroprothèses visuelles en s’appuyant sur des expériences de simulation chez des personnes voyantes (Simulated Prosthetic Vision - SPV). C’est le cas dans le présent projet : les sujets -voyants- sont équipés d’un casque de réalité virtuelle qui affiche ce qu’une personne non-voyante verrait si elle était équipée d’une neuroprothèse visuelle (à savoir : des points blancs répartis dans le champ visuel).

Objectifs :

L’objectif de ces travaux est d’améliorer l’utilisabilité des neuroprothèses visuelles à faible résolution (ce qui concerne les modèles actuels mais aussi la plupart des systèmes annoncés), en utilisant des algorithmes de traitement d'image performants. Nous proposons de tester dans des expériences de simulation de vision prothétique de multiples situations dans lesquelles une approche plus haut niveau de la présentation des informations visuelles rend possible la restauration de comportements «visuomoteurs» adaptés : détection de personnes ou de visages, reconnaissance et localisation d’objets, détection de texte, navigation, etc…