Les métasurfaces ouvrent la porte à la télékinésie et à la télépathie avec la technologie

Stranger Things les fans connaissent bien cette scène : Eleven, une fille aux pouvoirs télékinésiques, regarde fixement une canette de Coca. Sans toucher physiquement la canette, elle l'écrase complètement en utilisant son seul esprit.

Changer d'objets avec l'esprit a longtemps été un trope dans la science-fiction. Maintenant, grâce aux métasurfaces, deux études viennent de montrer que c'est potentiellement possible.

Les métamatériaux sont des composites artificiels aux propriétés optiques bizarres. Souvent disposés en tandem, ils peuvent interagir avec les ondes électromagnétiques, y compris la lumière visible, d'une manière impossible pour les matériaux naturels. Cela leur donne un super pouvoir : ils peuvent facilement adapter leurs propriétés - par exemple, plier la lumière de différentes manières - plutôt que de se fier aux propriétés des matériaux dont ils sont faits.

Pourquoi s'en soucier ? Notre cerveau génère des ondes électromagnétiques lorsqu'il traite l'information. Selon l'état du cerveau, par exemple, s'il est « relâché » ou « concentré », différentes fréquences d'ondes cérébrales prennent le relais. Alors pourquoi ne pas utiliser le cerveau comme source pour déclencher des changements dans les métamatériaux ?

Dans le première étude, Publié dans eLight, l'équipe a utilisé un module d'extraction d'ondes cérébrales qui permettait aux volontaires de contrôler une métasurface, une version 2D des métamatériaux, avec leur seul esprit. L'ensemble du système est sans fil et repose sur Bluetooth. Ils ont extrait les ondes cérébrales de la volontaire alors qu'elle se détendait ou se concentrait, et grâce à un contrôleur, ils ont changé la façon dont la métasurface liée diffusait la lumière. Pas aussi dramatique que de plier un Coca, bien sûr, mais une démonstration futuriste de l'utilisation de l'esprit pour contrôler la matière physique.

A deuxième étude poussé l'idée un peu plus loin. Différentes métasurfaces peuvent « parler » entre elles en fonction de leurs propriétés électromagnétiques. Ici, l'équipe a connecté deux personnes à des métasurfaces pour envoyer des SMS avec leur esprit. Un volontaire était l'émetteur, l'autre le récepteur. En se concentrant, les ondes cérébrales de l'émetteur ont modifié les propriétés de la métasurface pour coder différents messages binaires. Lors du décodage, le destinataire a reçu le texte, le tout sans lever le petit doigt.

Pour l'instant, la technologie futuriste en est encore à ses balbutiements. Mais les scientifiques imaginent qu'ils pourront un jour utiliser les métamatériaux à des fins multiples : surveiller l'état d'attention d'un conducteur, par exemple, ou les incorporer dans des interfaces cerveau-machine non invasives.

"Combinés à des algorithmes intelligents tels que l'apprentissage automatique, les deux travaux présentés pourraient encore ouvrir une nouvelle direction aux systèmes de métasurface bio-intelligents avancés", a affirmé Valérie Plante. Le Dr Xiangang Luo de l'Institut d'optique et d'électronique de l'Académie chinoise des sciences, qui n'a participé à aucune des études.

L'étrangeté des métasurfaces

Les métasurfaces sont comme un rêve fiévreux. Normalement, nous nous attendons à ce que nos matériaux se comportent de manière cohérente : les bouteilles en verre se brisent sous la pression ; fissures du bois; le coton est doux. Les métamatériaux changent ce paradigme. Souvent constitué d'un amalgame de matériaux—matériaux piézoélectriques sont un favori - ils changent facilement leurs propriétés structurelles et de flexion de la lumière sous l'effet des champs électromagnétiques.

Cela a conduit à des préliminaires capes d'invisibilité, camouflage dynamique, superlentilleset Des millibots imprimés en 3D qui pourraient un jour parcourir votre corps pour délivrer intelligemment des médicaments en cas de besoin.

Les métasurfaces sont la cousine 2D des métamatériaux. Ici, les structures répétitives des métamatériaux se tissent en une structure en forme de feuille, conservant leur capacité à contrôler "presque toutes les caractéristiques des ondes électromagnétiques", a déclaré le Dr Shaobo Qu de l'Air Force Engineering University en Chine, qui a dirigé l'essai de télékinésie. Les métasurfaces programmables (MP) sont une avancée, en ce sens que leurs fonctions peuvent être contrôlées de manière prévisible par des influences extérieures pour changer de mode de fonctionnement, comme un miroir «intelligent» de salle de bain avec plusieurs réglages d'éclairage en fonction de votre humeur.

Normalement, les ondes électromagnétiques proviennent d'un générateur. Mais nos cerveaux éclatent avec différentes fréquences de ces ondes, qui représentent collectivement des signaux électriques dans de grandes régions. Les ondes bêta, par exemple, cyclent environ 15 à 40 fois par seconde et sont associées à un esprit engagé. Les ondes thêta, en revanche, sont en corrélation avec la rêverie, une sorte de relaxation mentale. Les scientifiques ont découvert qu'il est possible de contrôler vos ondes cérébrales et de les faire passer activement d'un état à un autre grâce au neurofeedback.

Les ondes cérébrales peuvent être facilement captées par un capuchon d'électrodes intégrées. Cela a amené l'équipe à se demander : pouvons-nous utiliser ces signaux pour contrôler les métasurfaces ?

Dans une étude, Qu a proposé une conception simple utilisant un module d'extraction des ondes cérébrales. Il comporte trois parties : le capteur, le contrôleur et l'actionneur. Le capteur recueille les ondes cérébrales à travers des électrodes placées sur le cuir chevelu. Ici, l'équipe a utilisé un module disponible dans le commerce, ThinkGear AM, une puce abordable populaire auprès de la communauté DIY EEG brainwave-hacking.

Les données enregistrées sont ensuite transmises au contrôleur via Bluetooth. Le contrôleur est également fabriqué à partir d'un composant à faible coût, avec Arduino en son cœur. Les signaux des ondes cérébrales sont convertis en une mesure de l'attention et introduits dans l'actionneur. En fonction du niveau d'attention de la personne, l'actionneur classe les données en quatre groupes et délivre différentes tensions.

"Les quatre intervalles de seuil correspondent respectivement à une intensité d'attention distraite, neutre, concentrée et extrêmement concentrée", a expliqué l'équipe.

La tension haute ou basse correspond à une séquence de codage 1 ou 0. Ces séquences correspondent ensuite à différentes propriétés matérielles de la métasurface, qui à son tour contrôle la façon dont elle diffuse la lumière.

Le résultat final ? Dans une preuve de concept, un volontaire s'est assis dans une chambre anéchoïque, une pièce conçue pour bloquer les sons environnants ou les ondes électromagnétiques. Avec des électrodes sèches sur la tête, elle ferma les yeux tout en parcourant différents états de concentration. En mesurant les propriétés de diffusion de la lumière de la métasurface, l'équipe a trouvé une forte correspondance entre l'intensité de son attention et les propriétés du matériau.

L'étude ne montre pas qu'il est possible de déplacer physiquement des matériaux avec votre esprit. Mais cela montre qu'il est possible de contrôler à distance un matériau en se basant uniquement sur la pensée. Pour l'instant, la technologie est principalement une preuve intéressante qui ouvre la voie à des matériaux contrôlés par l'esprit pour la surveillance de la santé ou des capteurs intelligents. Un obstacle majeur est de savoir comment traiter le bruit électromagnétique extérieur, qui pourrait obstruer les signaux de contrôle neuronaux.

Communication cerveau à cerveau

La télékinésie m'épate déjà. Mais qu'en est-il de la télépathie ?

Une étude distincte a utilisé les métasurfaces comme une sorte de téléphone pour aider deux personnes à envoyer des messages simples, le tout sans lever le petit doigt.

La communication directe de cerveau à cerveau n'est pas nouvelle. Études précédentes en utilisant des configurations non invasives, les participants ont joué 20 questions avec leurs ondes cérébrales. Une autre étude a construit un BrainNet pour trois volontaires, leur permettant de jouer à un jeu de type Tetris en utilisant uniquement les ondes cérébrales. Le conduit pour ces fusions mentales reposait sur les câbles et Internet. Une nouvelle étude demandé si les métasurfaces pouvaient faire de même.

Dirigée par le Dr Tie Jun Cui de l'Institut de l'espace électromagnétique de l'Université du Sud-Est en Chine, l'étude a lié un signal d'onde cérébrale bien connu, P300, aux propriétés d'une métasurface. Leur configuration, cerveau-ordinateur-métasurface électromagnétique (EBCM), utilisait des ondes cérébrales pour contrôler un type particulier de métasurface connue sous le nom de métasurface d'information, qui peut coder des 0 et des 1 comme une carte électronique.

L'expérience avait deux volontaires : un émetteur et un récepteur. L'émetteur avait ses ondes cérébrales surveillées par EEG, avec un accent particulier sur le signal P300. Les signaux ont ensuite été décodés en code binaire, qui a ensuite été utilisé pour contrôler les propriétés de la métasurface de l'émetteur. Ces modifications ont modifié sans fil la métasurface du récepteur, qui a ensuite été décodée et retraduite en informations textuelles que le récepteur doit lire.

La configuration a réussi à transmettre quatre séquences de texte : "hello world", "Hi, Sue", "Hi, Scut" et "BCI metasurface". C'est un processus lent, d'une moyenne d'environ cinq secondes pour chaque personnage, mais qui pourrait être amélioré avec des "paradigmes d'orthographe rapide", a déclaré l'équipe.

Nous sommes encore loin de la télékinésie et de la télépathie basées sur la technologie. Mais ces superpuissances ne sont peut-être pas aussi farfelues qu'on le pensait autrefois. Pour l'instant, les équipes sont impatientes d'adopter leurs configurations pour améliorer la santé.

"Notre travail peut encore ouvrir une nouvelle direction pour explorer l'intégration profonde de la métasurface, de l'intelligence du cerveau humain et de l'intelligence artificielle, afin de créer de nouvelles générations de systèmes de métasurface bio-intelligents", a déclaré Cui.

Crédit image: Gerd Altmann / Pixabay

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• Source : https://singularityhub.com/2022/06/28/in-two-new-studies-metasurfaces-open-the-door-to-telekinesis-and-telepathy/