De nouveaux biocapteurs prêts à révolutionner la robotique contrôlée par le cerveau

Développé par le professeur Francesca Iacopi et son équipe de la faculté d'ingénierie et d'informatique de l'UTS, le biocapteur adhère à la peau du visage et de la tête pour détecter les signaux électriques envoyés par le cerveau. Ces signaux peuvent ensuite être traduits en commandes pour contrôler des systèmes robotiques autonomes.

Une étude du biocapteur a été publiée dans le Journal of Neural Engineering.

Le capteur est constitué de graphène épitaxial - essentiellement plusieurs couches de carbone très fin et très résistant - cultivées directement sur un substrat de carbure de silicium sur silicium. Le résultat est une nouvelle technologie de détection hautement évolutive qui surmonte trois défis majeurs de la biodétection à base de graphène :la corrosion, la durabilité et la résistance au contact avec la peau.

"Nous avons pu combiner le meilleur du graphène, qui est très biocompatible et très conducteur, avec le meilleur de la technologie du silicium, qui rend notre biocapteur très résistant et robuste à utiliser", a déclaré le professeur Iacopi.

Le graphène est un nanomatériau fréquemment utilisé dans le développement de biocapteurs. Cependant, à ce jour, bon nombre de ces produits ont été développés en tant qu'applications à usage unique et sont sujets au délaminage en raison du contact avec la sueur et d'autres formes d'humidité sur la peau.

En revanche, le biocapteur UTS peut être utilisé pendant de longues périodes et réutilisé plusieurs fois, même dans des environnements très salins, un résultat sans précédent.

De plus, il a été démontré que le capteur réduit considérablement ce que l'on appelle la résistance de contact avec la peau, où un contact non optimal entre le capteur et la peau empêche la détection des signaux électriques du cerveau.

"Avec notre capteur, la résistance de contact s'améliore lorsque le capteur repose sur la peau", a déclaré le professeur Iacopi. "Au fil du temps, nous avons réussi à réduire de plus de 75 % la résistance de contact initiale."

"Cela signifie que les signaux électriques envoyés par le cerveau peuvent être collectés de manière fiable puis amplifiés de manière significative, et que les capteurs peuvent également être utilisés de manière fiable dans des conditions difficiles, améliorant ainsi leur potentiel d'utilisation dans les interfaces cerveau-machine."

La recherche fait partie d'une collaboration plus large visant à étudier comment les ondes cérébrales peuvent être utilisées pour commander et contrôler des véhicules autonomes. Le travail est un partenariat entre le professeur Iacopi, reconnue internationalement pour ses travaux sur les nanotechnologies et les matériaux électroniques, et le professeur distingué UTS Chin-Teng Lin, un chercheur de premier plan dans les interfaces cerveau-ordinateur. Il est financé par 1,2 million de dollars du Defense Innovation Hub.