Pour aider les employés à identifier la charge mentale au travail, des chercheurs ont conçu un tatouage électronique à placer sur le front. Ce dispositif temporaire permet de détecter les moments où le cerveau est en surchauffe, afin de permettre aux salariés de prendre une pause bienvenue.
Dans le monde du travail, il n’est plus seulement question de surveiller la santé physique des employés, en suivant les blessures et les tensions musculaires par exemple. Les entreprises se préoccupent aussi de plus en plus de leur santé mentale, sous la pression des gouvernements et des syndicats.
Les outils de détection actuels de la charge mentale peu pratiques
Pour surveiller la charge de travail mentale, on a aujourd’hui recours à l’électroencéphalographie (EEG), qui analyse l’activité électrique cérébrale. Cependant, cette approche nécessite le port d’appareils filaires encombrants et inconfortables (avec gel conducteur collant). Ce qui la rend peu pratique en situation réelle.
On peut aussi utiliser l’électrooculographie (EOG), qui mesure les mouvements oculaires afin d’évaluer la charge mentale. Ajoutons à ces deux procédés, les tests et questionnaires. Mais ces outils sont généralement mis en œuvre à posteriori et non durant le travail. De plus, les salariés ont souvent du mal à juger objectivement leur état émotionnel et cognitif.
Le tatouage électronique ressemble à un tracé noir
Pour lever toutes ces barrières, des chercheurs de l’université du Texas à Austin (États-Unis) ont conçu un tatouage facial temporaire, permettant de détecter les moments où le cerveau est en surchauffe. Ultrafin, flexible et sans fil, leur dispositif combine les fonctions d’un EEG et d’une EOG pour un résultat optimal. Dans une étude publiée dans la revue Device, les scientifiques détaillent leur invention baptisé “e-tatoo”.
Selon leurs explications, le tatouage électronique prend la forme d’un tracé noir composé d’un minéral conducteur (graphite), fixé au front par un film transparent. L’instrument associe une couche d’électrodes autocollantes jetables et un circuit imprimé flexible (FPC) alimenté par batterie et réutilisable pour la récolte et la transmission sans fil des données.
L’e-tattoo s’étire et épouse parfaitement la peau
Au nombre de huit, ces électrodes – aussi bien que les interconnexions – sont fabriquées en polyuréthane conducteur à faible coût et recouvertes d’un composite polymère adhésif pour renforcer la fixation cutanée et réduire la résistance électrique du corps. Quatre d’entre elles détectent l’activité cérébrale des régions du cerveau. Les quatre autres fournissent des données sur les mouvements oculaires. L’e-tattoo a l’avantage de s’étirer et d’épouser parfaitement la peau. Ce qui permet d’assurer une acquisition fiable des signaux, même lors d’activités dynamiques comme la course.
Un modèle d’apprentissage automatique ajouté au tatouage électronique
L’e-tattoo est renforcé par le développement d’un modèle d’apprentissage automatique qui prédit le niveau de charge mentale subie pendant les tâches, grâce à un entraînement sur les caractéristiques EEG et EOG du front enregistrées par le dispositif. Ainsi, le système exploite les puissances des bandes EEG pour les ondes cérébrales (delta, thêta, alpha, bêta et gamma), correspondant à des niveaux de charge mentale.
Des tests effectués sur six volontaires
L’équipe de recherche a testé son dispositif sur six volontaires. Chacun des participants s’est plié à un exercice cognitif, qui demande énormément de mémoire à court terme (ou mémoire de travail) et beaucoup d’attention. Les chercheurs ont analysé les signaux collectés par l’e-tattoo pendant les tâches de mémoire visuospatiale de difficulté croissante.
À mesure que la mission devenait plus difficile, les volontaires présentaient une activité accrue dans les bandes thêta et delta, une caractéristique associée à une demande cognitive accrue. En revanche, l’activité dans les bandes alpha et bêta diminuait, signe d’une fatigue mentale.
Le tatouage électronique s’accompagnera d’une application
Ces résultats montrent que le tatouage électronique peut être utilisé non seulement pour détecter en temps réel la fatigue mentale, mais aussi pour prédire le moment où une personne pourrait souffrir d’une telle surcharge. Les chercheurs estiment que leur innovation pourrait être très utile à certaines professions à risque, comme les pilotes de ligne et les professionnels de santé.
Ils travaillent maintenant au développement d’une application, à relier au tatouage, pour envoyer une alerte à l’utilisateur et lui indiquer que sa charge mentale de travail est trop élevée et qu’il est temps de faire une pause. Les scientifiques envisagent aussi une pose sur le cuir chevelu pour éviter un bandeau trop visible sur le front et ringard.