Couleurs intenses pulsantes, un outil de visualisation développé par le US Army Research Laboratory indique à quel point les cerveaux de deux personnes sont synchronisés lors d'une expérience dans le monde réel. Crédit :photo de l'armée américaine par David McNally
Le champ de bataille du futur sera complexe, avec des montagnes de données se déplaçant rapidement entre les commandants, centres d'opérations et le combattant interarmées. Dans cet environnement aux multiples facettes, Les chercheurs de l'Armée et leurs partenaires cherchent des solutions.
Le laboratoire de recherche de l'armée américaine a formé une alliance en 2010 avec des universités et l'industrie pour permettre des « avancées révolutionnaires » dans la technologie des systèmes de soldats en fusionnant les neurosciences, psychologie, l'ingénierie et les facteurs humains pour fournir ces solutions.
« Les humains ne peuvent tout simplement pas traiter la quantité d'informations potentiellement disponibles, " a déclaré le Dr Jonathan Touryan, le responsable de l'alliance collaborative et un neuroscientifique à la Direction de la recherche et de l'ingénierie humaines du laboratoire de l'APG. "Encore, les humains restent inégalés dans leur capacité d'adaptation dans des situations complexes et dynamiques, comme un environnement de champ de bataille. Nous avons besoin d'une plus grande capacité pour être en mesure d'estimer et de prédire la variabilité humaine, comportement et intention dans différents contextes.
Touryan a déclaré que les chercheurs travaillent sur de nouvelles technologies qui permettront une intégration plus transparente avec des agents intelligents, qui tirent parti de l'intelligence artificielle et de l'apprentissage automatique.
"En théorie, les agents intelligents auront une puissance de calcul parallèle bien supérieure à celle des humains, " a-t-il dit. " En développant les principes d'intégration homme-agent, nous espérons accentuer les points forts des deux tout en atténuant les faiblesses individuelles."
Des chercheurs de l'armée testent la réaction d'un conducteur aux distractions dans une simulation informatique en réalité virtuelle. L'expérience fournit des données aux scientifiques qui peuvent être en mesure de proposer des solutions pour atténuer les distractions et aider les soldats à accomplir leurs missions. Crédit :photo de l'armée américaine par David McNally
L'Alliance, qui durera encore deux ans, a récemment organisé un conseil de gestion de la recherche biennal où la direction du laboratoire et leurs partenaires ont examiné les progrès réalisés jusqu'à présent et envisagé la voie à suivre.
"Cette Alliance consiste à prendre tout ce que nous avons appris dans le domaine des neurosciences et de la neurotechnologie et de le sortir du laboratoire et de le mettre dans le monde réel - des contextes pertinents pour l'armée et des environnements du monde réel, " dit Touryan.
Lors de l'examen, les participants ont regardé des démonstrations de succès de recherche, comme une étude pour évaluer l'efficacité des communications dans une situation de vie ou de mort. Equipé d'un capteur regardant le corps et en particulier le cerveau, un conducteur et un passager montaient et descendaient une autoroute très fréquentée pendant que le passager communiquait des informations.
"Ce qui nous intéresse, c'est de comprendre si nous pouvons examiner la synchronie entre les physiologies - la réponse du cerveau ou la réponse de la fréquence cardiaque - entre le conducteur et le passager, et utiliser cette synchronisation pour prédire si le conducteur va se souvenir des informations que le passager lui dit une fois le trajet terminé, " a déclaré le Dr Jean Vettel, un neuroscientifique de l'armée. "Nous avons besoin d'une plus grande capacité pour pouvoir estimer et prédire la variabilité humaine, comportement et intention dans différents contextes. Cela signifie que les gens, personnes, environnements et groupes."
L'expérience a également utilisé un outil de visualisation unique développé au laboratoire. Connu sous le nom de CLIVE, ou Interface d'éclairage personnalisable pour la visualisation des EEG - ou des ondes cérébrales - l'outil montre à quel point deux cerveaux sont synchronisés.
Crédit :Le laboratoire de recherche de l'armée
"Alors que CLIVE montrait cette synchronisation à travers le cerveau, nous savons en tant que neuroscientifiques que certaines régions du cerveau sont impliquées dans des tâches particulières, " a déclaré le Dr Javier Garcia, un neuroscientifique de l'armée. "Chaque fois qu'il est jaune, cela signifie qu'il y a une synchronie élevée dans cette région cérébrale particulière entre le passager et le conducteur. Chaque fois qu'il est bleu, il y a une faible synchronisation entre le passager et le conducteur."
Avec 244 lumières LED individuelles, CLIVE peut représenter de nombreuses couleurs et intensités.
"L'un des défis est qu'il est souvent très difficile pour nous d'expliquer ou de visualiser ce qui se passe dans le cerveau des gens à d'autres non-scientifiques, " a déclaré le Dr David Hairston, un neuroscientifique de l'armée. "C'est une façon créative que nous avons trouvée pour montrer aux gens ce qui se passe réellement dans la tête de quelqu'un lorsqu'il fait différents types d'activités."
Dans une autre manifestation, une participante équipée de capteurs d'ondes cérébrales a participé à une simulation informatique pendant que les chercheurs introduisaient des distractions externes et mesuraient la réaction de son cerveau.
"C'est un énorme défi car ce sont des signaux électriques très subtils qui peuvent être submergés par un grand nombre d'autres processus, mouvements physiques ou changements dans l'environnement - et nous avons développé des technologies qui nous permettent de mesurer ces signaux, tant du côté du capteur physique que par le traitement du signal, " dit Touryan.
En tant que programme de recherche scientifique fondamentale avec de nombreuses applications potentielles, les scientifiques ont déclaré qu'il était difficile de savoir exactement comment leurs recherches se traduiront en technologie dans la future armée.
"Au sein de l'espace de mission actuel de l'armée, à mesure que les systèmes autonomes deviennent plus répandus, une charge cognitive croissante va être imposée au soldat lorsqu'il s'engage avec des systèmes autonomes et maintient une conscience de la situation, ", a déclaré Touryan. Plus nous pourrons comprendre comment le cerveau traite ces informations, mieux nous comprendrons comment communiquer avec d'autres agents intelligents."
L'Alliance, officiellement connue sous le nom de Cognition and Neuroergonomics Collaborative Technology Alliance, compte sept organisations principales en tant que membres du consortium et un certain nombre d'institutions en tant que sous-récipiendaires. Il s'agit principalement d'institutions universitaires comme l'Université de Floride, l'Université de Californie à San Diego, l'Université de Columbia et l'Université du Texas, San Antonio ainsi que des partenaires internationaux et un certain nombre de programmes plus petits avec d'autres universités et petites entreprises.
« La collaboration est, Je pense, essentiel parce que nos partenaires universitaires ont une large compréhension de l'espace-problème scientifique - ils ont des connaissances et des ressources uniques, ce qui en fait d'excellents partenaires lors de l'exécution de la recherche en sciences fondamentales, ", a déclaré Touryan. "Nous (ARL) fournissons une expertise et une compréhension complémentaires au sein de l'espace des problèmes de l'armée et des lacunes critiques qui doivent être comblées dans notre recherche. Ensemble, nous pouvons développer des plans de projet et des programmes de recherche combinés qui font avancer la science d'une manière qui mène à une transition technologique qui sera utile dans les futurs systèmes Soldier. »
