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© La Belle Société / EPPDCSI-Universcience / CEEBIOS / MNHN / Ministère de la Transition écologique et solidaire / IRD / Institut des Futurs souhaitables / Région Sud / Région Nouvelle-Aquitaine / Région Bretagne / Communauté d'Agglomération Pays Basque / CNRS - 2020

Numéro de notice

7735

Oeil caméra (L')

L'oeil est l'un des organes les plus développés du monde vivant et notamment chez l'homme. Sa principale fonction est de détecter les mouvements grâce aux cellules photoréceptrices de la rétine qui ne transmettent qu'une faible quantité d'informations au cerveau.

En copiant ce fonctionnement, la société Prophesee a mis au point une caméra révolutionnaire qui n'enregistre que les données correspondant à des points en mouvement. Soit un gain d'énergie et de rapidité de traitement de l'ordre de 100 à 1000 par rapport à une caméra numérique. Cette caméra bio-inspirée a de multiples applications dans les secteurs de l'industrie, de la médecine et de la sécurité.

Durée

00:05:31

Année de production

Définition

HD

Couleur

Couleur

Son

Sonore

Version(s)

Français

Support Original

Apple ProRes 422

Transcription


Commentaire voix-off :
Lorsque nous regardons un objet fixe, nous bougeons sans le savoir, sans cesse les yeux, car leur principale fonction est de détecter les mouvements. C'est pourquoi l'oeil est l'un des organes les plus développés dans le monde vivant et notamment chez l'homme. Quel peut être l'intérêt de s'inspirer de ce modèle humain ultra performant ?
Lucas Verre :
L'oeil sert pour comprendre l'environnement et pour réagir à prendre des décisions en fonction des changements qu'il y a dans cet environnement. Parce que cela permet à l'homme ou aux organismes biologiques de réagir vite par rapport à ces changements et se protéger éventuellement à des risques. L'acquisition se fait à travers la lumière, donc la lumière, c'est des photons qui réfléchissent sur des objets, et les photons sont capturés par la rétine.
Dans la rétine, en fait, il y a des systèmes de photorécepteurs, des bâtonnets et des cônes, qui vont absorber les photons de la lumière et vont acquérir cette information de manière asynchrone, c'est à dire au fur et à mesure que la lumière arrive sur la rétine, les photons sont ensuite transformés en signant électrochimiques et transmis par le nerf optique au cortex, qui est une partie du cerveau qui traite ces signaux électriques.
Chaque groupe des photorécepteurs est organisé de manière hiérarchique pour prétraiter cette information et envoyer à travers le nerf optique seulement en fait une sorte de métadonnées, c'est à dire une information sur un changement d'intensité lumineuse, sur un mouvement, etc… Et donc cela permet de réduire la quantité de données de manière extraordinaire parce que à partir de plusieurs millions de photorécepteurs, ensuite, il y a que un débit de données extrêmement faible qui est transmis au cerveau pour ensuite prendre une décision.
Commentaire voix-off :
L'étude scientifique de cet architecture neuronale et visuelle a été menée pendant plus de 25 ans à l'Institut de la vision dans le but de créer des rétines artificielles. La société Prophesee a développé à partir de ces recherches une technologie révolutionnaire de vision bio inspirée, applicable aujourd'hui à de nombreux domaines.
Lucas Verre :
Une technologie de vision classique comme celle qui est en train de nous filmer génère une vidéo par séquence d'images à des points fixes. La technologie Prophesee inspirée du fonctionnement de la rétine biologique, n'a plus cette notion d'acquisition image par image. Nous avons en fait des pixels qui fonctionnent comme les photorécepteurs de la rétine, donc qui sont indépendants et asynchrones, et donc on a des pixels qui vont réagir seulement s'il y a des changements dans la scène.
Donc c'est qu'on est en train d'observer à l'écran, c'est des petits points qui correspondent aux événements, donc aux variations de contrastes, qui correspond typiquement à un changement, à une dynamique, donc mes mains, les mouvements de ma tête, mes lèvres, mes bras, etc qui sont récupérés. Toute la partie statique, donc le plafond et les sols par exemple, ne sont pas à chaque fois récupérés, donc quand je ne bouge plus, il y a plus d'informations, donc il y a plus de données.
Cela permet de réduire la quantité de données d'un facteur 10 ou 100. Tout se fait de manière analogique avec des précisions temporelles d'une microseconde. Donc c'est comme si on avait une caméra qui fonctionnait à 10 000 ou 100 000 images par seconde, donc 10 fois/100 fois plus rapide.
Dans les mondes de l'industrie, une des fonctionnalités de la technologie, c'est la mesure de vibrations d'objets, de machine. Les changements de vibration en fréquence d'amplitude sont en fait une première indication de possibles pannes d'une machine. On arrive à détecter de très faibles fréquences, de l'ordre de quelques Hz, jusqu'à quelques dizaines de kHz. Une autre application dans le monde du manufacturer, notamment pour les applications liées au contrôle qualité et à l'inspection, c'est du comptage rapide. Par exemple, pour compter des pilules dans un process de fabrication pharmaceutique, pour compter et détecter du blé ou du riz dans des applications agroalimentaires. Dans le monde de l'automobile, nous travaillons pour des applications de sécurité, donc avec la caméra qui regarde devant la voiture pour détecter des objets, donc par exemple des piétons ou des voitures pour comprendre s'il y a un risque de collision. Dans l'application médicale, nous avons un partenariat avec Pixium Vision et Pixium développe un dispositif médical avec un implant rétinien pour permettre à des personnes atteintes de dégénérescence de la rétine de pouvoir récupérer une partie de la vue. Et c'est là en fait que le modèle du biomimétisme, le modèle de l'être humain, permet d'être très efficace et très performant.

Commentaire voix-off :
Réussir à copier l'homme et son système de vision afin de nous permettre d'optimiser de nombreuses fonctions dans notre société offre aussi la perspective d'un avenir plus durable.

Réalisateur(s)

Thomas MARIE

Personnalité(s)

Thématiques scientifiques

CNRS Images,

Nous mettons en images les recherches scientifiques pour contribuer à une meilleure compréhension du monde, éveiller la curiosité et susciter l'émerveillement de tous.