Adieu les accidents dus à la fatigue mentale : un tatouage électronique surveillera votre puissance cérébrale pour que vous ne perdiez pas votre concentration en cas de risque.

« La technologie évolue plus vite que l'évolution humaine. Nos capacités cérébrales ne peuvent pas suivre et sont facilement surchargées », explique Nanshu Lu, responsable de l'étude et expert en bioélectronique et objets connectés à l'UT Austin. « Il existe une charge mentale optimale pour une performance adéquate, qui varie d’une personne à l’autre », dit-il.

Les auteurs indiquent que les gens sont plus performants dans ce qu'ils décrivent comme une « zone cognitive Boucle d'or » (principe Boucle d'or), c'est-à-dire un point d'équilibre où l'esprit n'est ni surchargé ni sous-stimulé. Rester dans ce seuil favorise des performances optimales.

L’évaluation actuelle de la charge de travail mentale repose généralement sur des méthodes telles que l’indice de charge de travail de la NASA, une longue enquête subjective que les participants remplissent après avoir effectué des tâches.

Comme l'explique Nanshu Lu à SINC : « Le tatouage électronique est un patch fin, semblable à de la peau, qui adhère au front et enregistre les signaux électriques du cerveau [EEG] et des yeux [EOG]. Il capture des schémas tels que les variations des ondes cérébrales et le clignement des yeux associé à l'effort mental. »

Il s’agit d’un patch ultra-fin et flexible qui adhère au front pour enregistrer les signaux électriques du cerveau et des yeux. Détecte les schémas liés à l'effort mental Nanshu Lu, responsable de l'étude (UT Austin)

Le chercheur ajoute que, « contrairement aux systèmes conventionnels, il utilise des électrodes sèches et élastiques et un circuit sans fil compact, ce qui élimine le besoin de gels, de bandeaux ou de câbles ».

Le nouveau tatouage électronique est proposé comme alternative pour analyser l’activité électrique du cerveau et le mouvement des yeux. Contrairement aux casquettes EEG, qui sont encombrantes, avec des fils pendants et un gel épais, le e-tattoo est sans fil, composé d'une batterie légère et de capteurs adhésifs fins comme du papier.

Ces capteurs sont dotés de boucles et de bobines ondulées, une conception qui leur permet de s'étirer et de s'adapter à la peau pour un plus grand confort et un meilleur signal.

« L’important n’est pas seulement de bien mesurer, mais de le faire avec un outil que les gens trouvent facile à transporter », explique Lu à SINC. « Lors de la conception de l'appareil, nous avons veillé à ce qu'il soit flexible, léger et personnalisable pour s'adapter à tous les visages. »

Il explique que « techniquement, l'appareil offre des signaux haute fidélité, à faible bruit et très résistants aux mouvements. Il fonctionne avec une consommation d'énergie ultra-faible et nécessite des débits de transmission de données minimes. »

Lors de la conception de l'appareil, nous nous sommes attachés à le rendre flexible, léger et personnalisable pour s'adapter à tous les visages. Nanshu Lu, responsable de l'étude (UT Austin)

En pratique, poursuit-il, « il est léger, jetable, facile à transporter et compatible avec des casques ou des lunettes, des fonctionnalités qui manquent aux configurations EEG existantes. »

Selon Lu, « le tatouage électronique sera utile dans les environnements de travail à haut risque, comme l'aviation, la chirurgie ou la conduite longue distance, où la surveillance du stress mental peut prévenir les erreurs. Il présente également un potentiel pour la recherche cognitive et la formation. »

Les chercheurs ont testé le tatouage sur six participants qui ont relevé un défi de mémoire avec une difficulté croissante. À mesure que la charge mentale augmentait, les volontaires ont montré une activité accrue dans les ondes cérébrales thêta et delta, indiquant une plus grande demande cognitive, tandis que l'activité alpha et bêta diminuait, indiquant une fatigue mentale.

Les résultats indiquent que l’appareil peut détecter quand le cerveau rencontre des difficultés. Et ce n’est pas tout : il peut également anticiper la fatigue mentale. Les auteurs ont formé un modèle informatique pour estimer la charge cérébrale à partir des signaux électroniques du tatouage et ont réussi à distinguer différents niveaux d’effort mental.

« Ce n’est pas seulement un outil de mesure, mais aussi un outil de prédiction », explique Lu. « Nous souhaitons pouvoir émettre des avertissements avant que le cerveau ne s'effondre à cause d'une surcharge, ce qui est essentiel dans les secteurs où la concentration est primordiale. »

Il souligne que pour que la technologie soit largement disponible, ses performances doivent encore être validées dans des conditions réelles avec des populations plus importantes. « À l’avenir, l’intégration de l’informatique de pointe dans le tatouage et la fourniture d’informations en temps réel seront également très précieuses pour les utilisateurs finaux. »

Le coût du système est un autre de ses avantages. Selon les auteurs, un appareil EEG traditionnel peut coûter plus de 15 000 $ (environ 13 800 €), tandis que les puces et la batterie pour les tatouages ​​électroniques coûtent 200 $ (184 €) et les capteurs jetables coûtent environ 20 $ (18,40 €).

L’un de mes souhaits est de transformer le tatouage électronique en un produit que nous pouvons utiliser à la maison. Luis Sentis, co-auteur de l'étude (UT Austin)

« Le fait que ce soit bon marché le rend beaucoup plus accessible », explique le co-auteur Luis Sentis de l’UT Austin. « L’un de mes rêves est de transformer les tatouages ​​électroniques en un produit que nous pouvons utiliser à la maison. »

Bien que le tatouage électronique ne fonctionne que sur la peau sans poils, les chercheurs travaillent à le combiner avec des capteurs à base d'encre qui fonctionnent sur les poils. Cela permettra une couverture complète de la tête et une surveillance cérébrale plus complète. Alors que les robots et les nouvelles technologies sont de plus en plus utilisés sur les lieux de travail et à la maison, l’équipe espère que cette technologie améliorera la compréhension de l’interaction homme-machine.

« Nous surveillons depuis longtemps la santé physique des travailleurs, en suivant les blessures et les tensions musculaires », explique Sentis. « Nous disposons désormais de la capacité de surveiller le stress mental, une donnée jusqu'alors inconnue. Cela pourrait transformer radicalement la façon dont les organisations assurent le bien-être général de leurs collaborateurs. »

Cet article a été initialement publié sur l' agence SINC .