Accomplir de grandes choses : tel est le défi que relèvent les étudiants de McGill NeuroTech.
Comme créer un fauteuil roulant contrôlé par la pensée en 30 jours dans le cadre d’une activité extrascolaire.
Pardon?
Il s’agit de l’objectif ambitieux et de l’échéance serrée avec lesquels les étudiants ont dû composer l’hiver dernier pour soumettre leur projet dans le cadre de la compétition des clubs étudiants de NeuroTechX (compétition qu’ils ont remportée, et dont nous reparlerons plus loin).
Le fauteuil roulant fonctionne par signal d’électroencéphalogramme (EEG) : son utilisateur porte quatre électrodes sur la tête, et imagine qu’il bouge.
« On dirait presque de la science-fiction », explique Raffi Hotter, l’étudiant qui a dirigé l’équipe responsable du logiciel, et qui s’est lui-même distingué lors de sa première année d’études en mathématiques et informatique en remportant une bourse d’études Schulich Leader.
« La personne qui utilise le fauteuil roulant n’aura qu’à imaginer qu’elle se déplace vers la gauche, et le fauteuil l’amènera vers la gauche. Si elle imagine qu’elle se dirige vers la droite, alors le fauteuil tournera à droite », explique Raffi Hotter.
« Il suffit de penser au mouvement, et le fauteuil suit la direction donnée. C’est aussi simple que ça. »
Les étudiants ont aussi ajouté des fonctions de conduite automatique, ce qui permet au fauteuil roulant de bouger par lui-même afin de contourner de petits obstacles.
Pour réussir à faire faire tout cela au fauteuil, il a fallu du travail d’équipe, de l’autoformation et une quantité impressionnante de travail.
C’est Marley Xiong et sa collègue étudiante à McGill Jenisha Patel qui ont donné le coup d’envoi en mettant l’équipe sur pied. Parmi les idées proposées, le fauteuil roulant était le choix de prédilection.
Presque trois douzaines d’étudiants ont travaillé sur ce fauteuil, qu’ils ont surnommé Milo, pour mind-controlled locomotive, soit locomotive contrôlée par l’esprit. Ils se sont répartis en équipes (collecte de données, traitement du signal, apprentissage machine, logiciel et matériel), chacune s’occupant de l’une des pièces du casse-tête. Ils avaient aussi une équipe de recherche.
« Nous avons créé un flux partant du cerveau et aboutissant au fauteuil roulant lui-même », explique Marley Xiong dans la vidéo soignée que les étudiants ont réalisée en février pour la compétition en ligne de NeuroTechX.
« Nous avions besoin de rassembler des données afin de pouvoir entraîner nos algorithmes à reconnaître ce que signifie imaginer un mouvement vers la gauche, imaginer un mouvement vers la droite ou bien s’arrêter », explique Raffi Hotter.
Les étudiants se sont servis d’un vieux fauteuil roulant qu’ils ont réparé, et auquel ils ont ajouté différents capteurs ainsi qu’un repose-pieds.
Il y a bien eu quelques difficultés à surmonter, comme les défis posés par leur système d’EEG, bon marché, mais peu fiable.
Combien de temps a-t-il fallu pour créer Milo en 30 jours?
« Beaucoup de nuits blanches », répond Raffi en riant.
« Le projet a eu lieu pendant les cours. Nous y avons donc travaillé à temps plein. Beaucoup, beaucoup d’heures. »
Des étudiants en arts, en génie et en sciences ont participé à cet effort collectif. McGill NeuroTech a reçu une subvention du fonds du doyen de la Faculté des sciences, qui est alimenté par les dons annuels à McGill, ainsi que des subventions des autres facultés participantes. Les étudiants ont mené leur projet depuis le Building 21, un espace communautaire et de recherche de l’Université McGill.
L’équipe de McGill NeuroTech se décrit comme « un groupe d’étudiants qui construisent des appareils interagissant avec le cerveau. Nous évoluons au carrefour des neurosciences, de l’informatique, du génie et de l’imagination humaine. » Chaque année, ils créent une application contrôlée par le cerveau.
Ce fauteuil roulant a remporté la première place (assortie d’un prix de 1 000 $) lors de la compétition des clubs étudiants de NeuroTechX, face à des équipes de l’Université de Toronto, de l’UCLA et de Polytechnique Montréal, entre autres.
Leur exploit a attiré l’attention des médias, et au printemps dernier, les étudiants sont allés présenter Milo aux bureaux de DeepMind de Google, à Montréal.
Ils cherchent actuellement des moyens d’améliorer le fauteuil roulant et espèrent travailler avec des patients afin de le tester.
McGill NeuroTech a récemment lancé une campagne de financement GoFundMe afin de collecter des fonds en vue d’acquérir du matériel pour de nouveaux projets et d’organiser des événements dans le but d’attirer des étudiants en neurotechnologies.
Selon Raffi Hotter, l’an prochain, le groupe va soit poursuivre le projet de fauteuil roulant, soit faire quelque chose d’entièrement différent. Il doit aussi trouver un nouveau local.
Est-ce que les gens ont été surpris qu’un groupe d’étudiants réussisse à construire un tel appareil?
« J’imagine que ça dépend à qui vous posez la question. Pour bon nombre de personnes, c’est vraiment étonnant, remarque Raffi Hotter. Ce genre de travail est habituellement réalisé par des gens bien plus âgés et beaucoup plus expérimentés. Nous nous formions nous-mêmes... Nous étions nombreux à ne jamais avoir travaillé avec ces techniques de traitement du signal. À McGill, un cours entier est consacré à l’enseignement du traitement du signal. Nous avons dû l’apprendre en quelques jours seulement. »
Les projets sont l’un des meilleurs moyens d’apprentissage. « En tous cas, ça a été le cas pour celui-là », remarque Raffi Hotter, en soulignant l’exceptionnel niveau d’excitation et de motivation.
« J’ai tellement appris des autres membres de l’équipe. Des gens venant tous d’horizons différents. Ça a vraiment été extraordinaire. »
Les dons au Fonds McGill peuvent soutenir des initiatives étudiantes comme McGill NeuroTech par l’entremise du fonds discrétionnaire du doyen de la Faculté. Renseignements complémentaires >