Intelligence Artificielle
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| CP | L'intelligence artificielle, Les PNJ dans les jeux-vidéo | ||
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- L’IA au sein des jeux vidéos actuels | |||
| BC | Les Nanorobots | |
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Marine BASSET, Yousra BELKADI, Manon BOURNEUF, Charlotte BOSSARD, Dorian AUBRY, Océane BARBOT Les nanorobots au service de la santéIl y a quelques années la notion d’intelligence artificielle était vue comme une science-fiction, une rumeur sur une technologie qui égalerait ou remplacerait même l’intelligence des êtres humains. Mais ce que vous ignorez peut-être c’est qu’elle est déjà omniprésente dans notre quotidien, sans même le savoir. En réalité, la première mention de l’intelligence artificielle apparaît dans les années 1950 lors de la conférence de Dartmouth. C’est le scientifique John McCarthy qui a convaincu son auditoire d’accepter ce terme d’IA (intelligence artificielle).(14) À partir de ce moment, l’IA s’est énormément développée et a trouvé de nombreuses applications dans différents domaines tels que la médecine, les mathématiques ou encore l’industrie… L’IA est une science qui consiste à mettre en œuvre un certain nombre de techniques visant à permettre aux machines d’imiter une forme d’intelligence réelle. Les limites de l’IA sont sans cesse repoussées. Mais derrière l’intelligence artificielle se cache un grand nombre d’appareils qui ont comme dénominateur commun, le « machine learning ». C’est une nouvelle technologie qui permet aux ordinateurs d’apprendre, sans pour autant qu’ils aient été programmés explicitement à cet effet… Plusieurs niveaux de cette IA ont été développés. En effet nous allons distinguer l’intelligence artificielle dite forte de l’intelligence artificielle dite faible. Certaines machines se limiter à résoudre des problèmes simples. D’autres, vont avoir la capacité d’agir de façon intelligente, c’est-à-dire d’assimiler des concepts complexes ou abstraits. (15)(10)(13) Ce qui va particulièrement nous intéresser dans cet article, c’est la révolution du secteur de la santé. En effet, grâce aux nouvelles technologies, les hôpitaux n’ont cessé de s’améliorer. Mais l’IA amène désormais un potentiel encore plus grand. Déjà aujourd’hui, l’IA joue un rôle énorme dans l’enregistrement et l’analyse des données, mais aussi dans la détection de maladies, la gestion des maladies chroniques… En plus du secteur de santé, cette technologie a aussi révolutionné la « nanotechnologie »(11)(16). Il est vrai que depuis quelques années les scientifiques tentent de mettre au point des appareils microscopiques qui pourraient être injectés dans les organismes pour, par exemple, réparer des lésions internes, cibler plus spécifiquement des cellules cancéreuses …, le potentiel est infini ! Plus particulièrement, certains chercheurs innovent sur des nano robots, qui seraient même plus petits que des virus. Le but ? Que ces robots puissent circuler directement dans le sang et ainsi aider à guérir les maladies plus spécifiquement. (11)(3) Image 1 : Illustration intelligence artificielle. Les nanorobots sont un domaine de recherche en pleine explosion et promis à un brillant avenir. Ils sont incontournables dans le domaine de la recherche médicale et les scientifiques nourrissent de grands espoirs à leur sujet. Les nanorobots sont donc au cœur de la médecine du futur. En effet, ces derniers permettraient d’augmenter la qualité des soins médicaux de façon considérable. Mais comment ?Tout d’abord les nanorobots permettraient d’améliorer la prise du médicament car ces derniers peuvent être administrés de manière simple à un patient. On estime en effet que dans les décennies à venir, les nanorobots pourraient être délivrés sous la forme de pilules en pharmacie (12 et 3) et pour les patients incapables d’avaler, ils pourraient être injectés par voie veineuse car ils sont assez petits pour passer dans une seringue. En outre, ils sont faits de polymères biodégradables et leur élimination ne pose donc aucun problème (2). Les nanorobots pourraient également permettre de réduire les douleurs liées aux interventions chirurgicales. Il est vrai que ces derniers peuvent être injectés sans encombre par voie veineuse, ce qui permet d’éviter les incisions et les cicatrices douloureuses. De plus, les nanorobots peuvent être administrés sans anesthésie et par conséquent ils peuvent être utilisés sur des patients fragiles (2). Enfin, ces robots pourraient permettre d’améliorer la qualité de la prise en charge de certaines maladies comme les maladies cardiovasculaires et des cancers notamment. En effet ces robots peuvent être dirigés (1) et de cette manière ils peuvent agir sur une zone localisée du corps. En attaquant directement à la source du problème, ils permettraient de limiter les effets secondaires des traitements comme la fatigue et la perte des cheveux après la chimiothérapies A ce jour, le cancer reste la première cause de mortalité en France. L’utilisation de nanorobots dans le traitement de cette pathologie est un réel bond dans l’avancée de la médecine.  Image 2 : Nanorobots captant des cellules sanguines Le premier dispositif utilisant des nanorobots à été mis en place en 2018 par des chercheurs de l’université de l’Arizona. L’étude a permis de montrer l’efficacité d’un système robotique autonome sur des souris ayant développé un cancer du sein, du poumon ou du mélanome(2 et 5).Afin d'interrompre le processus de prolifération de cette maladie, les nanorobots bloquent l’apport du flux sanguin qui alimente les cellules cancéreuses et ainsi, les asphyxient. Pour cela, les nanorobots utilisent une protéine responsable de la coagulation sanguine, au niveau de l’ADN tumorale: la thrombine(5 et 6). Ce dispositif prend la forme d’un écran de 90 nanomètres de long par 60 nanomètres de large(6 et 7) équipé d’un capteur spécifique à sa surface capable de reconnaître la cellule cancéreuse. Une fois reconnue, le nanorobot libère l’enzyme (thrombine) et le processus de coagulation sanguine commence. En outre, les nanorobots sont dirigés par un champ magnétique(8), ce qui permet de cibler et d’intervenir efficacement sur la tumeur tout en préservant les cellules saines avoisinantes. Les résultats de ce dispositif ont montré une efficacité dans les 24h suivant son administration(6 et 7). De plus, l’utilisation de ces nanorobots permettrait, en plus de détruire la tumeur primaire, de venir limiter le risque de métastases(7). Une fois leur mission accomplie, les nanorobots sont évacués de manière naturelle. Cependant, il reste un long chemin à parcourir avant que ces petits robots ne puissent être utilisés sur des patients. Cette technologie n’est pour le moment pas opérationnelle et comporte des risques auxquels il faut remédier avant de poursuivre. Par exemple, les nanorobots peuvent entraîner une déficience du système immunitaire chez certains patients. De plus, il faudrait trouver un moyen d’alimenter ces robots sur le long terme et de les guider une fois à l'intérieur du corps (4). Enfin, Il faudrait implanter un système permettant aux robots de communiquer et fournir des informations en retour (9). Finalement, de nombreux moyens sont mis en œuvre pour mener à bien ces recherches sur les nanorobots. Si les scientifiques parviennent à surmonter les difficultés qui se présentent, ces robots pourraient bien devenir nos meilleurs alliés contre les maladies cardiovasculaires (2), les maladies auto-immunes (3) et le cancer (5). Sources : - https://www.journaldugeek.com/2020/08/27/micro-robots-injectables-revolutionner-medecine/ (1) - https://connectedoctors.fr/sante-connectee/connected-doctors/2016/06/nanomedecine-medecin-3-0-futur-sera-t-nanorobot/ (2) - https://www.futura-sciences.com/tech/actualites/robotique-nanorobots-apprennent-nager-sang-58671/(4) - https://www.ulyces.co/longs-formats/ces-nanorobots-vont-peut-etre-vaincre-le-cancer/(5) - https://www.20minutes.fr/sante/2221787-20180215-cancer-nanorobot-capable-asphyxier-tumeurs(7) - https://www.journaldugeek.com/2020/08/27/micro-robots-injectables-revolutionner-medecine/(9) - https://siecledigital.fr/2018/08/20/histoire-intelligence-artificielle/(14) - https://www.futura-sciences.com/tech/definitions/informatique-intelligence-artificielle-555/(15) - https://www.futura-sciences.com/tech/definitions/informatique-intelligence-artificielle-555/(16) Images : Image 1: - Licence: https://pixabay.com/fr/service/license/ - Propriétaire: http://geralt / 23641 images - Lien: https://pixabay.com/fr/illustrations/intelligence-artificielle-cerveau-3382507/ Image 2: - Licence: http://creative common | ||
| BY | Les Prothèses Bioniques | |
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Yousra BELKADI, Marine BASSET, Charlotte BOSSARD, Océane BARBOT, Manon BOURNEUF, Dorian AUBRY Les Prothèses Bioniques
Les prothèses bioniques sont mises en place après l’étude des systèmes biologiques. Le but étant de développer des systèmes électroniques qui peuvent répondre à des besoins physiques et moteurs après l’amputation d’un membre.
Chaque année, on dénombre entre 3000 et 8000 nouvelles amputations par an, en France, selon les sources.. (5, 9, 10) Afin d’améliorer le quotidien de ces personnes victimes de maladies vasculaires ou d’accident, des prothèses ont été inventées. Elles sont évoluées et permettent d’effectuer des mouvements similaires à ceux d’un membre. Elles sont mobiles, motorisées et destinées à restaurer au maximum les fonctions qui étaient assurées par ce membre manquant. Le mot bionique est une contraction de « biologique » et « électrique ». C’est donc une science qui étudie les systèmes biologiques pour les reproduire à une échelle non biologique. (2, 4) D’après Renaud Ronsse, coordinateur de Louvain Bionics, un laboratoire spécialisé dans la confection de prothèses bioniques, « Les prothèses bioniques se composent d’équipements électroniques capables de traiter de l’information et de moteurs à même d’échanger de l’énergie mécanique avec l’utilisateur et son environnement ». Ces prothèses deviennent de plus en plus perfectionnées et représentent un véritable enjeu pour le futur ainsi qu’une avancée considérable. (3, 4)
Selon l’endroit de l'amputation, la prothèse sera bien différente. En effet, si l'on est amputé du bras ou de la jambe, les besoins que devra remplir la prothèse seront bien différents. Il y a donc de plus en plus de prothèses qui apparaissent, celles-ci sont spécialisées dans des fonctions différentes, pour des membres différents. (3, 13) Avec une prothèse du bras et de la main, on cherche à saisir et manipuler. Celle-ci doit donc être assez légère pour pouvoir être soulevée, elle doit aussi être sensible et mobile afin de permettre de réaliser un maximum de mouvement. (3, 12) En ce qui concerne les prothèses au niveau des jambes, les objectifs sont de propulser et freiner. Il faut donc un maximum de force et de soutien afin d'être capable de soutenir le poids du corps à porter. (3, 4) En général, plus l’amputation est haute, plus le défi technique à relever sera important. ( 3, 11) Les matériaux utilisés pour la réalisation de ces prothèses bioniques sont différents ainsi que les liens avec les neurones. Les parties du corps que nous venons de citer sont spéciales. En effet c’est celles que nous utilisons au quotidien pour bouger, marcher, attraper des objets… (1, 3) Pour une motricité optimale au niveau de nos membres, nos corps possèdent des articulations, région de contact entre deux pièces dures, assurant la mobilité relative de ces deux pièces ou leur emboîtement en position fixe. (14, 15)
Pour la reproduction de ces mouvements à travers la prothèse, le développement de prothèse bionique, qui permettent de reproduire mécaniquement les mouvements d’un membre, est une avancée majeure. (3, 12) Ces avancées ont un coût très considérable. En effet, au vu de la complexité de la réalisation de l’objet, le coût d’une prothèse bionique s’élève à plusieurs dizaines de milliers d’euros. Par conséquent, elles ne sont pas accessibles à tous, ce qui peut être considéré comme une certaine forme d’inégalité. Il existe cependant des alternatives, avec des prothèses classiques et d’autres plus sophistiquées dont les coûts restent raisonnables. (4, 7, 8) Cette avancée scientifique considérable est le fruit d’un fonctionnement très complexe.
Le but de la prothèse est de reproduire les mouvements d’un membre, soit par mimétisme (prothèse électronique), soit à l’aide du système nerveux, au niveau des membres amputés par contraction des muscles (prothèse myoélectrique ou hydraulique) ou en étant relié directement aux nerfs (prothèse neuroélectrique) . - Prothèse électronique :
Les prothèses suivantes vont utiliser les messages nerveux en provenance du cerveau. En effet, après une amputation, les terminaisons nerveuses sont toujours actives et peuvent être stimulées. - Prothèse myoélectrique : Cette prothèse va utiliser des électrodes placées au niveau du moignon pour capter les contraction musculaire et les transformer en impulsions électriques qui vont enclencher le mouvement de la prothèse. Aucune intervention chirurgicale n’est nécessaire pour utiliser ce modèle de prothèse. L'emplacement des électrodes est crucial, il faut chercher le “point moteur”, c'est -à -dire l’endroit où la tension électrique sera plus forte. L’emplacement des électrodes est crucial car il permet le bon fonctionnement de la prothèse, si ces dernières ne sont pas correctement placées cela peut entraîner des dysfonctionnements. Cette prothèse permet un nombre limité de mouvements ; ouverture, fermeture et rotation de la main. Elle a seulement la fonctionnalité d’une pince. (1, 2, 6) - Prothèse hydraulique : Cette prothèse fonctionne sur le même principe que la prothèse myoélectrique mais permet un contrôle individuel des doigts. Elle est composée de coussinets remplis d’un liquide hydraulique, au niveau des articulations, ainsi qu’une pompe. La pompe envoie de la pression dans les coussinets qui ouvrent et ferment les articulations. (1, 2, 6)
- Prothèse neuroélectrique : C’est la prothèse la plus évoluée. Elle nécessite une intervention chirurgicale dont le but est de se coupler aux neurones du membre amputé par ré-innervation des nerfs encore actif du bras dans la zone pectorale. Les électrodes captent directement le message nerveux et vont l’envoyer à une puce capable d’analyser des centaines de messages et de les convertir en une vingtaine de mouvements. Une fois converti, le moteur va faire appliquer les mouvements demandés à la prothèse. Cette prothèse permet donc d’effectuer plusieurs mouvements en même temps? plus rapidement et de manière plus fluide. (1, 2, 6) Le plus gros du travail arrive lors de la rééducation, c’est un travail long et fatigant mais qui mène à des résultats impressionnant et une plus grande autonomie des personnes amputées. Nous pouvons donc en conclure que c’est un secteur scientifique en plein essor et qui promet de nombreuses avancées pour le futur. Bibliographie :
Images : ** https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Jambe_bionique.png *** https://pixabay.com/fr/photos/ing%c3%a9nieur-ing%c3%a9nierie-proth%c3%a8ses-4904909/ **** https://www.epo.org/news-events/events/european-inventor/finalists/2016/herr.html ***** https://tse3.mm.bing.net/th?id=OIP.iwPu9PE8PwKqyaRf7xN2XwAAAA&pid=Api | ||
