BIOFEEDBACK - RELAXOLOGIE

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Chapitre 12 - Emotiv EPOC

12.2 - Sites Web  -  12.3 - Adresse(s) pour achat

12.1 - Description de l'appareil et du logiciel

Emotiv EPOC
Emotiv EPOC 
 
Interface cerveau-ordinateur
 
BCI - Brain-Computer Interface
 

Infos mises en ligne en avril 2012
avec quelques modifications ou
mises à jour par la suite.

 

  - Description avec commentaires -
 
• L'Emotiv EPOC est présenté comme une "Brain-Computer Interface".
Bref rappel sur les objectifs et le fonctionnement d'une BCI avec quelques exemples.
Uniquement par l'activité du cerveau, une BCI (ou interface cerveau-ordinateur) c'est :
- dans le domaine médical, permettre de taper du texte, de commander une prothèse ou de diriger un fauteuil roulant ;
- dans le domaine ludique, permettre de contrôler des jeux (ce second domaine étant beaucoup plus récent que le premier).
 
• Emotiv EPOC est disponible en plusieurs versions dont une "consumer" (tout public/simple utilisateur) et une "SDK" pour les développeurs (et chercheurs).
Vous trouverez une vidéo montrant le contenu du coffret ainsi que la première utilisation du système sur cette page (cliquer ensuite sur la vidéo "Use of the Emotiv EPOC Headset").
 
• Mon choix s'est porté sur la version consumer, avant tout pour satisfaire ma curiosité. Deux autres raisons ont motivé ce choix : je ne voyais pas beaucoup d'intérêt à faire l'acquisition d'un système avec un placement fixe des électrodes (et l'impossibilité d'utiliser d'autres électrodes) et ma crainte d'une fiabilité incertaine et/ou discutable.
En raison des différentes contraintes exigées en neurofeedback et en BCI, tant au niveau du matériel qu'au niveau de l'utilisation, on peut se montrer sceptique quant aux résultats qu'il est possible d'obtenir avec l'Emotiv EPOC, et à plus forte raison avec d'autres systèmes orientés BCI ne possédant qu'une seule électrode fixe !
 
• Le système comporte 14 électrodes salines et 2 électrodes de référence (positionnées par défaut en P3 et P4 mais déplaçables derrière les oreilles).
Toutes les électrodes ne sont pas destinées à recueillir uniquement les signaux EEG mais peuvent aussi servir à enregistrer les signaux EMG provoqués par la contraction des muscles du visage ! Dans ces conditions, et sachant que l'activité musculaire peut influer sur l'EEG, il faut donc faire très attention lors des exercices. En effet, des fréquences de l'EEG peuvent se chevaucher avec celles de l'EMG ou être fortement perturbées par l'activité musculaire. Ainsi, on peut facilement croire agir par l'EEG alors que c'est l'EMG qui provoque un changement dans le mouvement d'un objet par exemple...
Par ailleurs, nombreux sont ceux qui s'étonnent que les sites C3 et C4 ne soient pas pris en compte ? De plus, les électrodes censées être en O1 et O2 sont situées un peu haut par rapport au système 10-20.
Les électrodes salines ont l'avantage d'être plus facile à utiliser que celles nécessitant un gel conducteur mais ont cependant aussi quelques défauts. Des électrodes sèches sont à l'étude mais leur commercialisation n'est pas pour tout de suite (peut-être en 2015). L'idéal serait des électrodes avec amplificateur intégré (électrodes encore rares), mais le prix en serait dramatiquement amplifié lui aussi. Électrodes sèches peut-être pour bientôt ? Annonce faite sur le forum. Elles viendraient tout simplement remplacer les salines sans rien modifier d'autre... Mais attention, si des électrodes sèches seront plus pratiques (et éviteront la corrosion), reste à vérifier ce que sera le signal capturé avec ces électrodes sèches low-cost ?
Le système comporte un gyroscope, ce qui offre la possibilité d'une émulation de la souris avec un déplacement dans toutes les directions.
Les signaux capturés par le "casque" sont ensuite expédiés en wireless (connexion sans fil) à un dongle USB (sorte de clef USB).
 
• Pourquoi un tel succès ?
Cela peut s'expliquer par les points suivants : une technologie à un prix particulièrement attractif, une utilisation simplifiée, un marketing efficace, une ouverture aux développeurs, des logiciels nombreux et bien réalisés. Ajoutons à cela une quantité importante de vidéos qui ne constituent pourtant pas une preuve de l'efficacité ou des possibilités réelles d'un système, et voilà un produit qui s'est rapidement diffusé dans le monde entier.
 
• Contenu du CD de la version "consumer" (en janvier 2012).
L'installation est propre, très rapide et sans problème (en ce qui me concerne).
Logiciels installés : EPOC Control Panel (et son manuel en anglais de 37 pages), NeuroKey, NeuroVault. Trois autres logiciels sont présents mais ne sont pas installés par défaut : Cortex Arcade, Spirit Mountain, Mind Photo Viewer.
Vous pouvez aussi télécharger des applications gratuites (free) comme Mind Your OSCs, MindKeyboard, subConch. L'achat d'autres programmes peuvent compléter utilement la panoplie : Emotiv EPOC Brain Map ou Emotiv EPOC 3D Brain Activity Map.
Note : NeuroVault peut ne pas se lancer (le problème est connu et il m'est arrivé). Dans ce cas, il faut télécharger une version corrigée de l'exécutable et tout fonctionne ensuite correctement.

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  - Mes tests -
 
• Seule la partie strictement BCI m'intéresse, donc uniquement l'utilisation de l'activité électrique du cerveau (EEG). Dans ces conditions, je laisserai de côté la partie "Expressiv Suite" (avec l'utilisation des signaux électriques des muscles de la face) ainsi que la partie "Mouse Emulator" (avec l'utilisation du gyroscope). Je peux dire néanmoins que la fermeture d'un œil ou des deux, le soulèvement d'un sourcil, un sourire ou l'ouverture de la bouche, tout ceci est plutôt bien restitué, instantanément ou presque. Quant à la partie "Affectiv Suite", je n'ai pas encore poussé mes investigations au moment de la rédaction de ce texte. On pourrait être plutôt sceptique dans la mesure où ce système serait capable de détecter des activités mentales que des appareils beaucoup plus puissants (sans parler de l'IRMf) ne parviennent pas encore à analyser correctement et précisément ! Cependant, il ne s'agit pas d'une véritable lecture des pensées mais simplement d'une interprétation de nos états mentaux en fonction des rythmes observés. Cette partie du logiciel sort du cadre des BCI pour entrer dans celui du neurofeedback. En effet, l'objectif n'est plus de faire bouger volontairement des objets mais d'observer notre état émotionnel et d'utiliser son feedback pour agir sur le fonctionnement d'une application ou d'un jeu... Le logiciel propose une sélection de 3 états mentaux : excitement/calm, engagement/disinterest, meditation.
Par ailleurs, n'ayant pas accès aux données brutes de l'EEG (il faut une version SDK), il m'est donc impossible de voir ce qui se passe réellement au niveau de la relation entre une activité cérébrale et les résultats obtenus. Impossible également de constater les répercussions (assez importantes) des artefacts ou des contractions musculaires du visage sur le fonctionnement du logiciel... Ainsi, le fait que le test des électrodes soit positif, en annonçant (par la couleur verte) un bon contact, ne signifie pas que le signal capturé est bien un signal uniquement EEG...
 
• J'insiste sur le fait que je n'ai encore que très peu utilisé l'appareil. Donc, d'après mes premiers tests, l'Emotiv EPOC semble bien fonctionner pour quelques applications mais beaucoup moins bien pour d'autres.
Au départ, une phase de calibration est nécessaire (c'est un peu comme avec les logiciels de reconnaissance vocale) : phase "neutral" durant laquelle il faut rester neutre, relaxé. Puis il faut passer par d'autres étapes pour permettre un apprentissage par le logiciel du fonctionnement cérébral de l'utilisateur, avant de pouvoir accéder à une utilisation concrète.
Par exemple, j'ai constaté que push, puis right, puis left donnaient de bons résultats, mais qu'en ajoutant drope cela parasitait les 3 autres ! Parfois, rien qu'en ajoutant left, c'est push qui ne marche plus ? Après la phase neutral, choisir left puis drop est souvent assez facile à réaliser. Mais ce qui fonctionne un jour peut moins bien fonctionner, ou pas du tout, un autre jour...
Note : pour pouvoir pratiquer ou tester des entraînements différents, il est recommandé de créer plusieurs profils. Autre constatation : en observant les rythmes produits dans les zones du cerveau, les rythmes attendus ne correspondent pas forcément aux rythmes indiqués ? L'application MindKeyboard est loin d'être facile ! D'ailleurs, il est préférable de bien choisir les actions dans Cognitiv Suite qui seront ensuite utilisées dans MindKeyboard...

• Il serait intéressant et utile qu'un passionné français prenne l'initiative de créer un forum sur lequel les utilisateurs pourraient s'exprimer sur différents thèmes tels que :
- les tâches mentales les plus efficaces ?
- dans quel ordre est-il préférable de les réaliser et durant combien de temps ?
- différentes expériences réalisées ?
- applications les plus faciles et les plus difficiles ?
- résultats obtenus avec OpenViBE ?
 
• Observations et suggestions :
- par son côté innovant et tendance, l'Emotiv EPOC est un bon outil pour les programmeurs en informatique. Le développement d'applications sera pour les étudiants un excellent moyen de passer de la théorie à la pratique. Au sein d'une école d'ingénieurs, ce domaine offrira aussi la possibilité de travailler sur un projet de mise au point d'un système complet (hardware, software, algorithmes)...
- pour les étudiants en neurosciences, d'autres solutions sont à privilégier (achat d'une technologie fiable, performante et adaptée). Mais se posera alors le problème du coût de l'investissement ? (Voir plus bas en 12.2 à Olimex : "very low cost EEG device")
 
Ci-dessous, une idée personnelle pour une version spéciale de l'Emotiv EPOC.
Et plus de détails sur cette page (avec message posté sur le forum d'Emotiv Systems).

Je suis persuadé qu'en créant une version modifiée de l'Emotiv EPOC, destinée à des utilisateurs avertis, offrant la possibilité d'un placement personnalisé des électrodes, les résultats obtenus seraient beaucoup plus intéressants. Le coût plus élevé des électrodes (et l'achat du gel) serait compensé par un prix de vente de l'appareil en théorie plus bas...
Reste à soumettre cette proposition qui pourrait aboutir si elle est soutenue par un nombre important d'utilisateurs !
proposition

- 27 avril 2013 - Sur le très sérieux site BCI2000, consacré aux BCIs, j'ai pu lire l'info d'une équipe d'étudiants chercheurs ayant modifié le système d'Emotiv pour arriver à une solution presque identique à celle que je préconisais ci-dessus. Pour le moment aucune documentation n'est disponible mais une vidéo est visible sur YouTube : ici.

- Remarques du 22/07/2012 basées sur d'autres constatations ainsi que sur la lecture de publications ou de messages postés sur des forums -
Il semblerait qu'avec la version "consumer" il faudrait plutôt se contenter du gyroscope et de la partie "Expressiv Suite", autrement dit, bouger la tête et faire quelques grimaces ! Pour la partie strictement EEG, les résultats sont aléatoires et parfois incompréhensibles. Le système a ses limites, limites vite atteintes. Cependant, avec une grande rigueur et un minimum de connaissances de l'EEG et de ses modalités, il est possible d'obtenir quelques résultats, avec 1 ou 2 commandes simples, dans "Cognitiv Suite". En revanche, pour des applications de BCI plus précises et plus efficaces, il serait préférable d'opter pour la version "SDK Researcher" qui offre une possibilité de paramétrages beaucoup plus fins... Quant à la partie "Affectiv Suite", qui est plus neurofeedback que BCI, ceux qui se sont penchés sérieusement sur cette application restent dubitatifs ! D'ailleurs, un grand flou règne sur son fonctionnement (quoi, comment, traitement des données...) ! Auriez-vous quelques infos intéressantes ?
 
- Remarque du 01/02/2013 - Sur le forum de BCI2000, un chercheur de Milan (laboratoire de neuropsychologie), possédant un EPOC et un g.tec 16 canaux, mentionnait que l'EPOC est très limité pour des applications de BCI et que l'utilisation du P300 en BCI est presque impossible ! Par ailleurs, il écrivait qu'un système low cost comme l'EPOC pouvait être utilisé pour certaines expériences de laboratoire mais que l'analyse des signaux EEG collectés demandait en revanche des compétences sérieuses...
 
- Remarques du 27/03/2015 - Sur le forum de BCI2000, des universitaires ont indiqué avoir supprimé les supports (branches rigides) des électrodes pour utiliser à la place un bonnet à électrodes... Mais il est souvent déconseillé d'utiliser ce système pour des recherches sérieuses dans les BCIs...
Par ailleurs, de nombreuses vidéos sont réalisées par des personnes ignorant totalement l'impact des artefacts musculaires sur les signaux EEG et sont donc persuadées réaliser des prouesses avec leur cerveau ! Une vidéo démontre ceci clairement...
EEG artefacts: "mind" or just muscle activity? - It is important to be able to distinguish between EEG and, for example, muscle activity in times where people claim to read the "mind" but often just register facial muscle activity or eye movements. > vidéo ici

Remarque du 16/03/16 - Je pense qu'il est préférable, pour ne pas dire indispensable, d'opter pour la version SDK (modèle qui n'est donc pas destiné au grand public). Ainsi, en utilisant un logiciel comme OpenViBE, et en supprimant les supports rigides des électrodes pour un placement personnalisé, vous pourrez mieux contrôler les signaux capturés...
Lire aussi la note de mars 2016 du chapitre 6. Je ne peux donc que vous inciter à parcourir le Web pour recouper les informations. J'espère néanmoins que le contenu de cette page vous aura été utile.

- Mise à jour en octobre 2016 - Les systèmes ont changé, les logiciels aussi (avec une incompatibilité entre versions) et les prix également. On a donc le choix entre un modèle avec moins d'électrodes au prix de l'ancien Epoc, l'ancien modèle SDK semble être maintenant le seul mais avec un abonnement annuel pour l'accès à certaines données !... Infos à vérifier sur le site.

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12.2 - Sites Web

On peut trouver quelques infos en français sur différents sites. Un forum avait vu le jour mais ne fonctionne plus et n'est même plus accessible ! Je ne retrouve pas son adresse ? Cependant, voici un site qui peut vous intéresser. En effet, le matériel a été démonté afin d'examiner ses composants... De plus, le site propose de nombreux liens.
> www.arts-numeriques.info/...
 
NeuroFocus - Un système qui ressemble à l'Emotiv EPOC mais avec des électrodes sèches :
> NeuroFocus  (voir aussi la vidéo de démonstration)
 
Pages consacrées aux BCI sur mon autre site Biofeedback.fr :
> Biofeedback/Neurofeedback et BCI
> BCI ou Neurofeedback ?
Lire également les infos sur le biofeedback et le neurofeedback...
 
Une application pour smartphone Nokia...
> infos 1 (en anglais)
> infos 2 (en français sur Clubic)
> info 3 (en anglais)
 
Deux études portant sur l'Emotiv EPOC :
- BCI et HMI : premiers retours d'expériences - Tarby et Rouillard > PDF ici 
- Non-Invasive BCI through EEG - Daniel J. Szafir > PDF ici 
 
Deviner un code bancaire via l'Emotiv Epoc ?!... (Octobre 2012)
Sur cette page, info en français avec lien vers l'étude complète (en anglais).
Une étude sérieuse dans laquelle on peut constater la rigueur du protocole, avec notamment ceci : « The participants were asked to try to remain relaxed for the entire duration of the experiments, as blinking or other face movements cause significant noise ».
On est très loin des démonstrations d'utilisateurs (et peut-être de certaines études) où l'EMG a plus d'influence que l'EEG...

 
Un ouvrage remarquable : "Brain-Computer Interfaces: Principles and Practice"
Wolpaw - Oxford University Press (2012)
 
Very low cost EEG devices
Avis aux personnes souhaitant débuter des études en EEG, pour des applications en neurofeedback ou en BCI, sans se ruiner. Olimex, société réputée pour ses composants électroniques, propose un appareil d'EEG open source à 99 euros avec des électrodes actives (sèches, électroniques) au tarif de 9 euros ! Compter environ 140 euros pour un système EEG complet (sans les frais de port). Ce module est basé sur les travaux de la communauté OpenEEG et plus précisément sur le projet ModularEEG. Les logiciels compatibles sont : Electric Guru, BrainBay et OpenViBE. Vous trouverez sur le site une documentation complète. Sachant qu'il est possible (avec certains logiciels) de traiter les signaux provenant de plusieurs modules, vous pourrez passer de 4 à 8 ou 12 canaux...
> OLIMEX   (Voir EEG > OpenEEG > "EEG-SMT")
> OpenBCI
 
• Mais attention, n'allez pas croire qu'avec un tel système vous pourrez rivaliser avec les appareils professionnels, que ce soit en BCI ou en neurofeedback ! Idem avec le système Emotiv... Il n'y a que sur quelques forums (OpenViBE ou Emotiv par exemple) que l'on trouve des utilisateurs obtenant des résultats spectaculaires ou souhaitant entreprendre des recherches en BCI ou en neurofeedback, avant même de savoir ce que c'est ou comment cela fonctionne, et avec un système dont les électrodes ne sont pas situées sur les sites les plus adaptés au niveau du scalp (pour BCI ou NFB) !
 
Pour info, du biofeedback sur iPhone ou iPad...
> GSR et TEMP : Mindfield.de
> HRV : Azumio.com 

12.3 - Adresse pour achat

> Uniquement sur le site officiel : www.emotiv.com
 
Contrairement à ce qui se passait au début de sa commercialisation, maintenant l'achat se fait très facilement (janvier 2012) et le colis arrive 10 jours après, livré par UPS.
Au moment de l'achat, la devise est le dollar US et les frais de port sont calculés en fonction du pays de destination. Cependant, comptez environ 53 euros de frais de douane à la livraison. L'emballage est soigné, aucune mauvaise surprise (pour ma part).
Note : le paiement par e-CB est possible (à privilégier car solution la plus sécurisée).
 
En 2013, le modèle Epoc porte toujours le même nom tandis que le modèle SDK a été baptisé EEG (ça fait plus sérieux ou plus scientifique).
 
2016 - Lire, ou relire, l'info ci-dessus sur les nouveaux modèles (juste avant 12.2).
 

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