Offrir la perception spatiale aux personnes souffrant de perte de vision

by Ken Kaplan
Writer

Comment des chercheurs associent une caméra de profondeur et des technologies de l’Internet des objets à une intelligence artificielle pour créer un dispositif wearable qui augmente la perception sensorielle des personnes souffrant de déficience visuelle.

À l’âge de 14 ans, Darryl Adams a appris que sa vue allait progressivement disparaître à cause d’une maladie oculaire héréditaire appelée rétinite pigmentaire.

Les photorécepteurs dans les yeux de Darryl déclinent, affaiblissant sa vision périphérique et sa capacité à voir en cas d’éclairage faible ou dans l’obscurité. Il voit le monde en fragments confus qu’il rassemble dans une mosaïque floue.

Pourtant, un système de capteurs corporels bricolé par un collègue de travail, qui transforme la vue en sensation, redonne espoir au jeune homme.

« Pendant des années, j’ai réfléchi à la façon dont je pourrais utiliser la technologie pour améliorer ma vue ou éventuellement remplacer ce qui manque », déclare Darryl Adams, responsable de programme depuis plus de 20 ans chez Intel.

spacial awareness wearable

Le tout nouveau prototype, surnommé Intel RealSense Spatial Awareness Wearable, est équipé d’un module de calcul Intel® Joule™, d’une caméra de profondeur Intel® RealSense™, de plusieurs cartes de développement tinyTILE* avec module Intel® Curie™, technologies de traitement des données et haptiques. Il « voit » les objets devant et autour de la personne qui le porte, en identifiant leur position (en haut, en bas, à droite ou à gauche).

Lorsque l’utilisateur se rapproche d’un objet, le système déclenche des capteurs vibrants de la taille d’un pouce répartis sur le thorax, le torse et près des chevilles. Plus l’objet est proche, plus la vibration est intense.

« Nous avons immédiatement perçu le potentiel de cette technologie », déclare Darryl Adams, qui participe à l’amélioration du prototype depuis sa première démonstration publique au salon international Consumer Electronics Show en 2015.

Son champ de vision étant limité à moins de 20 % d’un champ visuel normal, il rate des stimuli visuels importants pour les interactions sociales. Il manque souvent des poignées de mains ou d’autres signes sociaux subtils, et les gens semblent sortir de nulle part.

Darryl explique que le prototype wearable a augmenté sa confiance pour interpréter son environnement proche et y répondre de façon appropriée.

« Il m’a montré que je pouvais m’appuyer sur autre chose que ma vue réduite pour comprendre ce qui m’entoure. »

prototype de ceinture

Depuis la construction du premier prototype en 2015, Robert Cooksey, concepteur et chercheur au Maker and Innovator Group d’Intel, et son équipe ont amélioré le modèle pour le rendre plus portable. Le scientifique signale que l’équipement wearable, lorsqu’il est porté, apporte une perception spatiale du milieu ambiant, améliorant ainsi la vision périphérique.

« Nous sommes reconnaissants d’avoir pu travailler avec Darryl », précise Robert Cooksey.
« Il a porté nos prototypes plus que quiconque et nous a vraiment aidé à comprendre comment les améliorer. »

Les prototypes à l’épreuve

Si la technologie ne peut pas inverser la cécité, Darryl Adams et Robert Cooksey sont persuadés que les 39 millions d’aveugles et les 285 millions de personnes atteintes de déficience visuelle pourraient en profiter si les fabricants de produits se rendaient compte des possibilités qu’elle offre.

En 2016, des étudiants en ophtalmologie et sciences de la vision à l’université de l’Iowa, dirigés par le Dr. Stephen Russell, docteur en médecine, ont construit un prototype similaire basé sur le modèle open-source partagé par Intel.

« Le Dr. Russell connaît les technologies visant à combattre les maladies de dégénérescence rétinienne, et il a considéré le prototype d’Intel comme un moyen plus simple de développer un dispositif », révèle Dylan Green, étudiant et assistant de recherche travaillant sur le projet de l’université de l’Iowa.

Ceinture LEO
Ceinture LEO de l’université de l’Iowa et chemise remplie de capteurs.

L’équipe de Dylan Green a apporté plusieurs améliorations au modèle d’Intel, afin de créer un dispositif plus aérodynamique, plus facile à enfiler et à utiliser. Elle dispose aujourd’hui de 10 prototypes (appelés ceinture LEO pour Low-vision Enhancement Optoelectronic) en cours de test sur des personnes dans une course d’obstacles improvisée.

« Le principal objectif de notre projet consiste à permettre de créer des solutions alternatives plus abordables que ce qui existe aujourd’hui », indique Dylan Green. « Nous projetons de passer tous les obstacles, de montrer que ce dispositif est utile et de sensibiliser le public à son utilisation. Nous voulons accélérer la commercialisation de cette technologie. »

Dylan Green ajoute que la technologie évolue rapidement. Son équipe est déjà passée de l’utilisation d’une tablette Microsoft Surface à une clé Intel® Compute Stick, qui mesure la moitié de la taille d’un paquet de cartes.

Ceinture LEO
Caméra Intel RealSense, clé Intel Compute Stick et batterie utilisées pour construire le prototype de l’université de l’Iowa, appelé ceinture LEO.

Il souligne que les nouveaux modules de calcul et les nouvelles technologies de caméras sont plus compacts et plus puissants, ce qui permettra de créer des dispositifs plus performants qui améliorent le quotidien des patients.

Explosion cambrienne d’innovation

Robert Cooksey attribue à son collègue Rajiv Mongia, directeur des expériences et de la diffusion pour le Maker and Innovators Group d’Intel, l’idée qui a conduit l’équipe Intel à créer le prototype Spatial Awareness Wearable. M. Mongia considère cette innovation comme un exemple de ce qui guide la 4e révolution industrielle.

« Au cours des trois premières révolutions industrielles, ceux qui souhaitaient innover étaient souvent mis au défi de mettre la main sur les technologies nécessaires.  Par conséquent, l’innovation était réservée aux personnes qui avaient accès aux ressources financières ou aux connaissances dont elles avaient besoin pour réaliser leurs rêves », déclare-t-il.

« Les technologies accessibles, qui facilitent l’innovation pour des dizaines de millions de personnes, guident la quatrième révolution industrielle. »

Lorsque de puissantes technologies sont accessibles à un plus grand nombre, les créateurs peuvent expérimenter, construire des prototypes et commercialiser leurs produits. Pour Rajiv Mongia, cette situation sera à l’origine d’une vague d’innovation semblable à l’explosion cambrienne en biologie, à l’origine de la variété d’espèces dont nous disposons aujourd’hui.

module intel joule

« Au cours des 10 prochaines années, l’innovation sera ahurissante. »

Darryl Adams prédit un énorme potentiel à la substitution sensorielle, qui aide les personnes à mieux appréhender le monde visuel (comme le prototype SAW).

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