Quelle place occupe l'intelligence artificielle dans le transhumanisme ?
Pour que le Transhumanisme soit la solution concrète aux invalidités et faiblesses de l'Homme, cette conception doit créer une symbiose entre la partie naturelle, organique et aussi complexe de l’être humain d'une part et une partie mécanique, artificielle qui est censée mettre au point les défauts physiques voire même mentaux de la nature humaine d'une autre part. De ce fait, la machine occuperait une position primordiale dans le développement du Transhumanisme : l'intelligence artificielle devrait , donc, être mise en jeu en tant que point de départ pour ce mouvement. C'est ce que nous allons vous décortiquer à travers cette partie.
Dans son rôle à développer les capacités humaines, l'intelligence artificielle occupe essentiellement deux fonctions différentes : correction et amélioration.
Correction
L'intelligence artificielle peut agir comme un correcteur de défauts physiques. D'ailleurs des recherches se poursuivent afin de substituer les membres amputés grâce aux progrès technologiques dans le développement des prothèses. La réaction de ces prothèses dites bioniques dépendent à des calculs des processeurs implantés dans les prothèses. Les prothèses sont composées de plusieurs parties qui doivent fonctionner sur une symbiose parfaite afin de recréer les mouvements demandés.
Prothèse bionique, remplaçant les jambes, développée par Hugh Herr
Fonctionnement des prothèses
Étudions le cas du type de bras bionique le plus évolué, les prothèses neuro-électrique :
Prothèse neuro-électrique avancée
En effet, ces prothèses artificielles, qui fonctionnent comme des prolongements du corps, sont issues de la collaboration entre les recherches technologiques et chirurgicales. Elles nécessitent une opération pour rediriger les nerfs encore actifs du moignon vers la zone pectorale. Le patient, donc, en pensant faire bouger son bras contracte son muscle pectorale. Ensuite, des électrodes placés à cette zone captent le message nerveux directement et le transmettent vers la prothèse.
Dans ce qui suit nous allons découvrir le principe de fonctionnement de ces prothèses d'une manière plus détaillée
Le contrôle de la prothèse avec la pensée
Du cerveau à la prothèse
L'actionnement d'une prothèse comme pour une main humaine nécessite un message provenant du cerveau dit message nerveux. Il s'agit d'un signal électrique dit potentiel d'action qui parcourt tout le système nerveux jusqu'à l'organe en question. Mais, le déplacement du signal dans le système nerveux n'est pas aussi simple. Une fois le signal électrique est généré dans le cerveau, il parcourt une série de cellules nerveuses dites neurones. Ces dernières, comme le montre le schéma ci-contre, sont constituées essentiellement du noyau et d'axones et dendrites. Les axones transmettent les signaux aux autres neurones et les dendrites reçoivent ces signaux. Ces signaux sont constitués par la propagation de dépolarisation de la membrane plasmique tout au long de la cellule en plusieurs étapes : dans l'état de repos, les ions positifs se situent hors de la membrane de la cellule et les ions négatifs à l’intérieur, ensuite les ions positifs traversent la membrane et se propagent le long de l'axone jusqu'à la terminaison synaptique et derrière cela revient la situation de départ.
Mouvement du message nerveux dans les neurones
Au niveau des synapses, le message nerveux présynaptique entraîne le déplacement des vésicules contenant les neurotransmetteurs (des espaces chimiques) qui se propagent ensuite dans la fente synaptique. L’élément post-synaptique situé à l'autre bout de la fuite est disposé de récepteurs spécifiques à ces substances. Leurs concentrations déterminent les caractéristiques du potentiel d'action généré dans la synapse suivante et qui continuera son voyage jusqu'au membre en question.
Schéma 3D d'une synapse
Dès que le potentiel d'action arrive au muscle pectoral, des électrodes liées à ce muscle captent ce signal pour le transmettre au microprocesseur. Il s'agit du système de contrôle de la prothèse, doté d'une intelligence artificielle, qui utilise des algorithmes pour interpréter les signaux musculaires et nerveux envoyés par les électrodes. Il est programmé selon les particularités du système nerveux du patient. Plusieurs mouvements y sont répertoriés suite à une phase d'apprentissage afin d'effectuer les différents gestes demandés avec précision. Une fois les signaux nerveux traités, le microprocesseur le traduit aux différents mouvements en fonction de la fréquence du signal, puis envoie des commandes aux différents moteurs intégrés dans la prothèse pour effectuer le mouvement souhaité.
Les composants de la prothèse
En effet, les matériaux qui vont entrer dans la composition de la prothèse ne sont pas choisis au hasard. Ils doivent répondre à des critères physiques et chimiques particulières qui se résument dans les trois caractéristiques suivantes : leur biocompatibilité (bonne tolérance par l'organisme humain), leur résistance à la corrosion et leurs propriétés mécaniques. Ils sont généralement appelés des biomatériaux pour leur capacité à interagir avec le système biologique du corps humain avec des faibles voire même sans effets secondaires:
L’acier inoxydable
C'est un alliage métallique à base de fer et de carbone (c’est en lui rajoutant du chrome qu’il devient résistant à l’oxydation).
L’acier inoxydable présente donc l’avantage de résister à l’érosion mais c’est également un matériau qui possède une bonne durabilité dans le temps ainsi qu’une bonne résistance aux chocs et aux efforts.
Les alliages de titane
Ils sont employés car ils sont aussi résistants à la corrosion. Ils sont biocompatibles avec le corps et ils sont neutres chimiquement. Ils sont également utilisés car leur masse volumique se rapproche de celle de la structure osseuse de l’homme ce qui permet de reconstituer au mieux le membre.
Les fibres de carbone
Les fibres de carbone sont très fines mais également résistantes.Ces fibres présentent l’avantage d’être très flexibles et d’avoir une faible densité. C’est également un matériau chimiquement inerte.
Les gommes de silicone
C’est un matériau composé de silicone, le silicone contient des atomes de silicium, de carbone, d’hydrogène et d’oxygène. Ce matériau a de nombreux avantages dont une bonne résistance aux températures extrêmes (-55°C à +300°C). Il s’agit également d’un matériau inerte chimiquement.
Les exoprothèses permettent donc de pallier une perte de fonction musculaire mais pourrait également dans le futur augmenter les capacités musculaires humaines avec les exosquelettes qui, à la place de pallier une fonction manquante, pourraient augmenter les capacités physiques de l'homme dans sa globalité.
Amélioration
L'intelligence artificielle peut aussi avoir un rôle mélioratif. En effet l'IA peut être utilisée pour améliorer des capacités déjà présentes grâce aux exosquelettes ! Ces derniers sont des combinaisons robotiques composés de structures mécaniques à plusieurs degrés de liberté. Ils sont dotés de moteurs puissants et peuvent être portés à la manière d'un vêtement robotisé ou d'une prothèse externe afin de multiplier les capacités physiques de l'individu.
Conception d'un exosquelette issue du film "Spider-man"
Fonctionnement des exosquelettes
L’exosquelette est composé de plusieurs parties :
Tout d’abord il se compose mécaniquement :
-L’exosquelette comporte une structure générale qui doit être composée d’un matériau léger tout en étant solide afin d’assurer le transport d’autres composants et la sécurité de l’utilisateur;
-De déclencheurs imitant le rôle des muscles, généralement ce sont des moteurs hydrauliques qui sont alimentés par des batteries et sont directement reliés par des capteurs aux utilisateurs.
-De batteries légères afin encore une fois de simplifier l’utilisation de l’exosquelette mais doté d’une grande autonomie rechargeable et surtout remplaçable facilement en cas de problèmes.
-Les capteurs servent à relever les informations et les transmettent au contrôleur Présent sous différentes formes (capteurs manuels comme Joystick) ou alors bioélectriques qui détectent le signal du potentiel d’action vu précédemment .
-Et d’un ordinateur qui a pour rôle de traiter les informations envoyés et de les retranscrire aux déclencheurs. Le contrôle est fait à l’aide de programmes présents dans l’ordinateur.
Un exosquelette produit par Hyundai
Et numériquement :
Le logiciel qui est installé sur l’ordinateur de bord va récupérer les informations envoyées par les capteurs, les transformer et envoyer des instructions aux déclencheurs. Il doit être programmé de telles sortes à permettre un mouvement précis, et fluide de la partie voulu. Le type de programmation sera différent pour chaque type de capteur: si c’est un capteur mécanique alors il doit juste prendre la direction donnée et l’appliquer aux déclencheurs pendant autant de temps que l’utilisateur veut, mais si c’est un capteur bioélectrique alors il doit déchiffrer les mouvements voulus par l’utilisateur et bouger la partie du corps associée à une grande précision.
Un modèle d'exosquelettes assez impressionnant
Le "soft exosuit"
Contrairement aux exosquelettes rigides que l’on peut voir dans les films de science-fiction, Le "soft exosuit" développé par la DARPA (DARPA : La Defense Advanced Research Projects Agency, est une agence du département de la Défense des États-Unis chargée de la recherche et développement de nouvelles technologies destinées à un usage militaire.) est réalisée avec un tissu spécial. L’équipement qui s’enfile comme un pantalon est fait de sangles qui enserrent certaines zones des jambes, il agit en simulant des muscles synthétiques pour aider son propriétaire à marcher. Très ergonomiques, ses batteries et moteurs électriques sont situés au niveau de la taille pour ne gêner aucun mouvement.
Le "soft exosuit" assistant la marche
Le but premier de cet exosquelette souple est d’améliorer l’endurance des soldats et réduire les risques de blessure lors de marches sur de longues distances avec des charges lourdes, c’est pour cette raison qu’il est financé par la DARPA dans le cadre du ministère de la Défense. Mais cet exosquelette pourrait tout à fait être adapté pour aider des personnes ayant une mobilité limitée, il pourrait également permettre de pratiquer des sports extrêmes, voyager sur de longues distances ou récupérer après de graves blessures sportives. Les sangles incorporent un réseau de capteurs de contrainte souples reliés à un processeur central. Le système détecte divers signaux, comme la tension s'exerçant sur les sangles, la position de l'utilisateur, son rythme de déplacement, etc. Ces informations sont utilisées pour déterminer le fonctionnement de l'assistance, transmise via des câbles qui exercent la force au niveau des articulations. Les moteurs électriques et les batteries sont localisés au niveau de la taille pour éviter que des éléments rigides viennent gêner les mouvements.
La conception du "soft exosuit"
L'exosuit fonctionne sur un principe de vérins qui sont installés autour de la partie inférieure du corps afin d'assister les mouvements de cette partie du corps. Le schéma ci-dessous explique bien leur fonctionnement :
Fonctionnement des vérins
IRON MAN, Star des exosquelettes
IRON MAN, exemple futuriste d'exosquelette
IRON MAN est une série de films célèbre dans le monde entier. C'est l'histoire d'un fabricant d'armes qui est grièvement blessé puis capturé au cours d'un voyage en Afghanistan. Pour survivre et s'échapper Tony Stark met au point un exosquelette, une armure robotisée qui multiplie ses forces au-delà des limites. C'est l'exemple le plus célèbre et convoité des exosquelettes.