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TPE
L’HOMME AUGMENTE
Nicolas Boye Lycée Guillaume Budé
Anaïs Feghoul Limeil-Brévannes
Hugo Lounici Première SSI°1
Mars 2...
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Introduction :
Il y a de cela environ 4,5 millions d’années, les premiers ancêtres de l'homme viennent
d’Afrique, ce son...
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Sommaire :
I. Histoire de la prothèse
II. Technologies actuelles
1) Les capteurs
2) La prothèse aujourd’hui
3) Etude sta...
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I. Histoire de la prothèse
Le terme de prothèse désigne un ensemble de pièces mécaniques permettant de remplacer un
memb...
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On peut aussi trouver dans la mythologie, Déméter qui mangea, sans le vouloir, l'épaule du petit
fils de Zeus et, pour s...
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Prothèse datant de la seconde guerre mondiale :
Les vieux principes de la prothèse existent toujours, même si les nouvea...
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De nos jours, on préfère des matériaux comme la fibre de carbone, solide, légère, ergonomique
pour réaliser des prothèse...
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Chaine d’information et d’énergies :
Légende :
1) Capteur
2) Microprocesseur : Est un processeur qui possède des composa...
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 Prothèse Myoélectriques :
Une prothèse myoélectriques fonctionne grâce à des
capteurs. Ces derniers sont situés dans l...
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 Fluidhand
Le Fluidhand a été conçu par Stephan SCHULTZ ; elle doit son nom aux articulations à
commandes hydrauliques...
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Maintenant, pour analyser les besoins et identifier les fonctions de service du produit, nous allons
voir le « diagramm...
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b) Prothèse Bionique
Les innovations technologiques appliquées aux prothèses ont pour but de rendre les prothèses
plus ...
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c) La prothèse esthétique
La prothèse esthétique permet de satisfaire les personnes
qui souhaitent cacher leur prothèse...
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- La fibre de carbone, qui va permettre d'avoir moins de matière et d'avoir une matière plus
légère ; ce matériau est i...
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f) L’exosquelette
L’exosquelette est un squelette externe, positionné par-dessus le corps humain. C’est un
équipement a...
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III. Les technologies futures
L’homme, grâce à l’évolution naturelle de son espèce, augmente ses facultés siècles après...
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Diagramme Bête à Corne du Nanotube de Carbone :
A qui rend-il service ? Sur quoi agit-il ?
Molé
2) La neuroprothèse:
La...
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musculaire la mémoire procédurale qui changera nos capacités cérébrales. Ainsi nous pouvons aussi
nous demander si dans...
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Entrons dans la partie des commandes motrices :
Lorsqu’un individu veut boire un verre d’eau, le cerveau donne l’ordre ...
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En 2011, Anthony Atala, médecin et directeur du Wake Forest Institut-Caroline du Nord, avait
présenté en grande pompe l...
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De plus la fabrication de prothèse avec cette technologie permettra une fabrication plus rapide et un
coût réduit. On e...
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4) Les entreprises innovantes :
Mais quelles sont les entreprises qui cherchent à améliorer l’homme et quels sont leurs...
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IV. L’œil Bionique
1) Optique
Comment déterminer les caractéristiques d’une image ?
En traversant les trois rayons cara...
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Dans ces deux relations, les grandeurs algébriques et la distance focale doivent être exprimées
dans la même unité.
La ...
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- La pupille: la pupille est un orifice au centre de l'iris qui permet de faire passer les rayons
lumineux vers la réti...
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milliseconde chacune, à une fréquence d'environ 30 hertz. Ces électrodes vont alors émettre des
points lumineux (ou pho...
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rétine. On doit donc utiliser une caméra extérieure, qui remplace les photorécepteurs, placée sur
des lunettes comme da...
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4- Envoi des données de stimulation électrique par Radio fréquence depuis l’antenne externe.
5- Réception des données p...
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Ron, un homme de 73 ans a récemment recouvré la vue grâce à un “œil bionique.” Après 30 ans
passés dans le noir total, ...
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Conclusion
Ainsi nous pouvons conclure que l’Homme cherche depuis plusieurs siècles à améliorer
ses conditions de vie e...
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CARNET DE BORD
2015
9 OCTOBRE Découverte du sujet et documentation
16 OCTOBRE Création du plan et de la mise en page
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Bibliographie :
https://www.youtube.com/watch?v=_K8CgEXtKHI
http://materiel-handisport.e-monsite.com/pages/les-prothese...
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Synthèse Générale
Il y a de cela environ 4,5 millions d’années, les premiers ancêtres de l'homme viennent d’Afrique,
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tout au long du moyen âge. C'est à la période de la Renaissance (par les avancées en science
et en mécanique) que les p...
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l’Homme. Le monde changera complètement, la communication se fera peut-être par la pensée
et les Hommes seront tous par...
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SYNTHESES PERSONNELLES
Nicolas Boye
L’Homme moderne a toujours cherché à améliorer son quotidien en créant, en apprenan...
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Hugo Lounici
Je pense que le Trans-humanisme va jouer un rôle clef dans notre futur (d'ici 10 à 20 ans) en
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Tpe homme augmenté

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Tpe homme augmenté

  1. 1. 1 TPE L’HOMME AUGMENTE Nicolas Boye Lycée Guillaume Budé Anaïs Feghoul Limeil-Brévannes Hugo Lounici Première SSI°1 Mars 2016
  2. 2. 2 Introduction : Il y a de cela environ 4,5 millions d’années, les premiers ancêtres de l'homme viennent d’Afrique, ce sont les « Ramatipèdes ». Ces singes sont les premiers à devenir bipèdes afin de mieux voir dans les savanes, pouvoir marcher longtemps sur de longues distances ou encore, pour récupérer leur nourriture. Un million d'années plus tard, apparaissent les Australopithèques dont faisait partit la célèbre Lucie. Il y a 1,8 million d’année, "l'homme" connait une première grande "avancée" : l'«homo erectus» apparait. Il domine le feu et commence à créer des outils primitifs à base de bois, de pierre et de silex. Il disparait au profit de l'homme de Neandertal. Ce dernier connaitra la même fin : par manque de place et de nourriture, il va céder sa place à l'«homo sapiens sapiens» ("homme sage") c’est- à-dire nous. (2ème grande évolution de l'Homme). L'homo sapiens sapiens va commencer petit à petit à se regrouper en vastes groupes et va se sédentariser, ne cherchant plus à survivre, mais à vivre. Il va commencer l'agriculture et la domestication des animaux (chèvres, chiens...) et va entreprendre la construction des premières cités dans la région du Croissant Fertile. C’est à partir de ce stade de l’évolution que l’homme se cultive et cherche des réponses à tout, jusqu’à nos jours, où, enfin assez évolué, il peut passer à un nouveau stade de l’humanité, vers l'ère de l’« Homme augmenté ». Durant toute son évolution L'Homme à été victime de maladies et d’épidémies comme la peste au 14ème siècle ayant tué plus de 50% de la population européenne, ou d’autres plus actuelles, comme le Sida et Ebola. Mais l’homme a toujours cherché à améliorer son environnement afin d’avoir des conditions de vie de plus en plus confortables ayant augmenté petit à petit son espérance de vie. Mais maintenant, l’Homme ne cherche plus à améliorer que ses conditions de vie, mais à s’améliorer lui-même et faire évoluer l’Homme plus vite que la nature ne puisse le faire. Ainsi la notion de Trans humanisme et d’augmentation de l’homme nait comme l'idée d'améliorer et réparer l'Homme grâce à la technologie (nanotechnologies, prothèses, organes artificiels…). Ainsi, nous nous demanderons comment l’Homme parvient-il à « s’augmenter » ? Quelles sont les technologies qui nous permettent de le faire et quelles en seront les conséquences ?
  3. 3. 3 Sommaire : I. Histoire de la prothèse II. Technologies actuelles 1) Les capteurs 2) La prothèse aujourd’hui 3) Etude statistique. III. Avancées futures 1) La Nanotechnologie 2) La Neuroprothèse 3) L’Impression 3D 4) Les entreprises innovantes IV. L’œil bionique 1) Optique 2) Composition de l’œil humain 3) L’œil bionique
  4. 4. 4 I. Histoire de la prothèse Le terme de prothèse désigne un ensemble de pièces mécaniques permettant de remplacer un membre, un organe ou une partie du corps de la manière la plus fonctionnelle, esthétique et ergonomique possible. Les prothèses sont très différentes les unes des autres. En effet, il ne faut pas les mêmes matériaux pour une prothèse dentaire que pour une prothèse de l'œil ou encore de la jambe. Le point commun entre les prothèses et qu'elles cherchent toutes à ressembler le plus possible aux membres perdus. Une prothèse se fixe sur une emboiture, elle-même fixée sur le moignon de la partie à remplacer. Elles sont dites, de contact partiel, quand le moignon peut être détaché de la prothèse (certaines prothèses de membres) ou de contact total, lorsqu'elles ne peuvent être désolidarisées de la prothèse (prothèse de l'œil). Un manchon («gant» en mousse) est passé autour du moignon pour le confort du porteur. Depuis que les hommes marchent debout, il existe des prothèses ; ainsi, on peut dire que les "premières prothèses" (simple branche pour aider à se déplacer) sont nées en même temps que l'Homme, il y a 4,5 millions d'années. Encore de nos jours, on utilise des cannes. Les traces des prothèses anciennes sont plus difficiles à trouver à chaque fois que l'on s'éloigne de notre ère : des fossiles de premiers hommes ont été retrouvés avec, proche d'eux, des sortes de cannes. Les peintures murales permirent d'avoir une image plus précise de l'utilisation de ces cannes. Les plus vieilles prothèses comme on l'entend, datent de l'Egypte Antique, il y a de cela 2000 ans. Les premières traces "écrites" datent des Egyptiens, civilisation extrêmement avancée pour l'époque. La première prothèse découverte date de cette période : une prothèse de gros orteil découverte sur une momie. Les grecs et les romains en ont fabriqué également, puis l’Europe tout au long du moyen âge. C'est à la période de la Renaissance (par les avancées en science et en mécanique) que les prothèses "sophistiquées" naissent. Les 2 guerres mondiales, elles aussi, permirent de grandes avancées dans le domaine, grâce notamment au financement des Etats qui voulaient "réparer leurs blessés". Prothèse d’Egypte :
  5. 5. 5 On peut aussi trouver dans la mythologie, Déméter qui mangea, sans le vouloir, l'épaule du petit fils de Zeus et, pour se faire pardonner, lui en refait une en ivoire. On retrouve aussi des traces de prothèses dans les mythologies celtiques et aztèques. Les premiers schémas de prothèses naissent au Moyen-Age et se perfectionneront jusqu’à nos jours. Prothèse datant du Moyen-âge : Prothèse datant de la Renaissance :
  6. 6. 6 Prothèse datant de la seconde guerre mondiale : Les vieux principes de la prothèse existent toujours, même si les nouveaux matériaux (fibre de carbone) et les évolutions de la technologie permettent aujourd'hui de les démocratiser et de les rendre bien plus physiologiques. Pour être une "bonne prothèse", une prothèse doit allier légèreté, solidité, résistance aux températures et ergonomie. Les matériaux de fabrications des prothèses ont donc été choisis en fonction : le bois était utilisé jusqu’à la 1ère Guerre Mondiale car idéale pour réaliser les emboitures, nobles et solides. Le bois est toutefois difficile à travailler. Les prothèses en bois relèvent plus de la sculpture que de l'objet mécanique. Les prothèses en métaux lourds, renforcées avec du cuir, sont très utilisées en France durant le Moyen-Age et la Renaissance. Elles sont robustes mais lourdes, difficile d’entretien, sujettes à la rouille et subissent mal les températures extrêmes. Des prothèses en plastique ont existées dans les années 50 mais elles sont très allergogènes, elles résistent très mal aux mouvements par manque de solidité et deviennent un véritable calvaire lorsque les températures grimpent ou baissent un peu.
  7. 7. 7 De nos jours, on préfère des matériaux comme la fibre de carbone, solide, légère, ergonomique pour réaliser des prothèses. La facilité de maniement de ce matériau permet des prothèses beaucoup plus esthétiques. II. Les technologies actuelles 1) Les Capteurs Introduction : L’utilisation fréquente de calculateurs, automates programmables, cartes à microprocesseur, a permis un accroissement des applications des capteurs et détecteurs qui sont devenus en quelque sorte les yeux de l’automatisme sans lesquels aucun mouvement cohérent n’est possible. Les capteurs ou les détecteurs informent la partie commande des différents états de la partie opérative. Définition : Un capteur est un organe de prélèvement d’information qui est composé à partie d’une grandeur physique (Information entrante), il est souvent de nature électrique. Cette grandeur est utilisable à des fins de mesure ou de commande. Grandeur physique à prélevé Grandeur physique de sortie Capteur Corps d’épreuve Elément sensible
  8. 8. 8 Chaine d’information et d’énergies : Légende : 1) Capteur 2) Microprocesseur : Est un processeur qui possède des composants électronique suffisamment miniaturisés pour pouvoir être regroupé dans un unique boitier. . Il fait partie d’un ordinateur qui exécute les instructions et traite les données du programme. PIC : circuit intégré programmable, 16 fxx 3) Interface homme machine 4) batterie, 220 Volt (EDF) 5) Relais, Interrupteur, Disjoncteur 6) Moteur électrique, Vérin 7) Chaine, engrenage 2) La Prothèse d’aujourd’hui a) Définition Une prothèse est un dispositif artificiel destiné à remplacer une partie manquante du corps humain. Il peut s’agir d’un organe ou bien d’une articulation. La prothèse a pour but de de restaurer la fonction compromise. L’Exoprothèse ou prothèse externe permet à un amputé de retrouver l’utilisation normale de son membre qui a un contact avec l’extérieur. On peut y retrouver des prothèses articulaires comme le genou, hanche, coude et mains ou encore des prothèses dentaires, auditives ou mammaires. L’endoprothèse est une prothèse implantée dans le corps comme les prothèses vasculaire, digestive ou encore urinaire, il remplace un organe interne. C’est un procédé chirurgical. Aujourd’hui il existe plusieurs types de prothèse qui permet le contrôle par la pensé : (Matière Œuvre Entrante)
  9. 9. 9  Prothèse Myoélectriques : Une prothèse myoélectriques fonctionne grâce à des capteurs. Ces derniers sont situés dans l'emboîture, dans laquelle le moignon est placé et sont collés à la peau. Chaque fois qu’un nerf transmet un signal, une légère tension à la surface de la peau (de l’ordre du microvolt) est produite. Leurs places privilégiées permettent aux électrodes de capter ces signaux électriques, les enregistrer, et de les amplifier à l’aide d'un système électronique. Puis de les transmettent aux moteurs chargés de l'exécution des mouvements. Ce type de prothèses fonctionne grâce aux contractions musculaires du patient. Pour un bon fonctionnement des prothèses myoélectriques le positionnement des électrodes est très important. On utilise un testeur du nom de MyoBoy (ci-contre), qui nous permet de visualiser sur un ordinateur, les contractions musculaires. On peut donc trouver l’endroit où le muscle est le plus apte pour activer le fonctionnement de la main, c’est le point moteur.  Prothèse Neuronales : Ce type de prothèse est le plus évolué, son fonctionnement consiste à utiliser les terminaisons nerveuses encore actives du moignon et de les relier à des électrodes qui remplacent les nerfs dans la prothèse. Pour cela une opération chirurgicale est nécessaire. Lorsque le bras est totalement amputé, ce sont les nerfs de la poitrine qui sont utilisés. Le capteur neuronal reçoit un signal de la part du nerf, il le transmet, grâce aux fils électriques et indique au moteur d’effectuer un certain mouvement. Contrairement aux capteurs myoéléctriques qui récupèrent l’information à la surface de la peau les capteurs neuronaux la récupèrent directement au niveau des nerfs voir du cerveau lui-même. Une interface (c'est-à-dire un dispositif qui permet des échanges et des interactions entre les différentes parties qui le composent) humain-machine permet un échange entre l’humain et la machine, ce qui permet au patient d’avoir le contrôle de sa prothèse. Ce type de prothèse permet au patient des mouvements plus précis et un détachement des doigts (facilitant la prise des objets), ce qu’une prothèse myoélectriques n’est pas en capacité de faire. Sur la tête de la prothèse (partie de la prothèse fixée sur le moignon), sont placées des électrodes, ces dernières vont directement capter le message nerveux et l’envoyer vers une puce capable d’analyser des centaines de messages et de les convertir en une vingtaine de mouvements différents. Une fois la convention du message finie, le moteur va faire appliquer à la prothèse le mouvement demandé.
  10. 10. 10  Fluidhand Le Fluidhand a été conçu par Stephan SCHULTZ ; elle doit son nom aux articulations à commandes hydrauliques. C’est une pompe dans de minuscules coussinets qui ouvre et qui ferme l’articulation suivant le mouvement voulue. La prothèse est reliée aux nerfs du moignon, qui envoient un message électrique ensuite capté par la prothèse jusqu’à un microprocesseur qui permet de reconnaitre le type de mouvement souhaité. Le fonctionnement de la prothèse se fait grâce à un petit réservoir pour le liquide hydraulique et un processeur qui gère le tout et comme pour la prothèse myoélectrique il contient des capteurs musculaires. Nous allons voir maintenant « L’expression du besoin » (ou bête à cornes) d’une prothèse : Handicapés Prothèse Objet Permet aux handicapés de retrouver la vue ou bien de manipuler un objet A qui rend-il service ? Sur qui agit-il ? Objet Dans quel but ?
  11. 11. 11 Maintenant, pour analyser les besoins et identifier les fonctions de service du produit, nous allons voir le « diagramme pieuvre ». Il met en évidence les relations entre les différents éléments du milieu environnant et le produit. FP1 : Permet aux handicapés d’agir sur un objet FC1 : Permet aux handicapés de s’adapter à l’objet FC2 : Permet aux matériaux de résister aux agressions extérieures FC3 : Doit s’adapter aux prix FC4 : Doit respecter les normes européennes FC5 : Doit assurer le maintien de l’objet pendant la manipulation FC6 : Permet de transmettre les signaux électriques FC7 : Permet d’être alimenté par énergies électriques Contraction musculaire Energie électrique Prothèse Résistance Objet Prix Norme européenne Handicapés
  12. 12. 12 b) Prothèse Bionique Les innovations technologiques appliquées aux prothèses ont pour but de rendre les prothèses plus performantes, plus confortables, plus résistantes, plus souples ou plus légères. Elles ont aussi la possibilité de changer la vie des personnes ayant perdu un ou plusieurs membres. 1) Les prothèses électriques La main myoélectriques Bebionic3, répond à une demande d'excellence, de polyvalence, et de précision. Elle permet aux handicapés de réaliser toute les activités que l’on est susceptible de faire dans une journée, comme par exemple , manger, ouvrir une porte, allumer la télécommande, transporter un sac ou encore lacer ses chaussures. La main Bebionic 3 fonctionne grâce à deux électrodes placées sur les biceps et les triceps. Les impulsions électriques sont récupérées par des capteurs qui les analysent grâce à des signaux et qui entrainent le déplacement de la main dans sa position correcte. Grâce au logiciel de programmation (BeBalance), la main bebionic3 permet de régler la vitesse de la prothèse, sa force et sa position, elle peut être gérée, contrôlée et configurée sans fil. Les différentes parties de la prothèse, principalement les articulations (emboîtures, genoux, coudes, chevilles et poignets) sont soumises à différents progrès technologiques leur permettant de s'adapter aux besoins et à la situation et offrir une meilleure sécurité. Par exemple, l’entreprise Ottobock a développé le genou C-Leg qui est le premier genou à disposer de mouvement entier (et contrôlé par un microprocesseur. )
  13. 13. 13 c) La prothèse esthétique La prothèse esthétique permet de satisfaire les personnes qui souhaitent cacher leur prothèse, « la peau » va être construite de manière la plus réaliste possible. Il convient à tous les niveaux d’amputation (bras, avant-bras, main et doigt). d) Prothèse sportive (Handisport) Pendant plusieurs années, beaucoup d’athlètes ayant un handicap étaient privés de compétition. Mais maintenant les handicapés peuvent avoir une prothèse destinée à une pratique sportive mais différente de celle destinée à la vie quotidienne. (Perte de notion de confort et d’esthétisme). La prothèse est constituée de 3 éléments principaux : L’emboiture : va permettre de supporter le poids de l’individu ; elle est destinée à recevoir le moignon. Sa fonction est la transmission du mouvement du moignon qu’elle reçoit, directement au reste de la jambe. Il faut avant tout chose que l’emboiture soit confortable et de qualité pour ne pas que la prothèse se perdre durant l’effort. Le Manchon : c’est l’interface entre la peau et l’emboiture, il assure le confort et améliore la performance. Il a aussi pour fonction de faciliter la mise en place du moignon dans la prothèse. Mais si le manchon est mauvais, le coureur aura une perte de contrôle de la prothèse. Le pied prothétique : va assurer le contact au sol ; il est principalement constitué en fibre carbone pour qu’il soit plus léger, souple et d’une grande résistance extrême. Lorsque le porteur applique un poids sur le talon, le pied agit comme un ressort et converti le poids en énergie Une prothèse sportive nécessite l'utilisation d'une prothèse spécifique, elle doit être plus légère pour réduire les dépenses énergétiques de l'athlète. Les principaux matériaux sont :
  14. 14. 14 - La fibre de carbone, qui va permettre d'avoir moins de matière et d'avoir une matière plus légère ; ce matériau est incassable et indéformable. Il est composé de fibres extrêmement fines, de 5 à 15 micromètres de diamètre, en atomes de carbone. - Le kevlar est une fibre synthétique qui possède de très bonnes propriétés mécaniques. Il possède un réseau de liaisons hydrogènes entre les chaînes polymères qui lui donne une grande rigidité.  Avantages et inconvénients Les avantages de la prothèse handisport est : - Sa performance est meilleure qu’une jambe naturelle que la jambe naturelle grâce à son ergonomie - Le poids d’une prothèse pèse 4 kg de moins qu’une jambe naturelle, elle permet une meilleur économie d’énergie cela est considéré comme un grand avantage de la prothèse - L’impossibilité de se blesser donc éliminer le risque d’entorses ou de tendinites qui empêche la pratique du sport à un grand nombre d’athlètes - La prothèse n’est pas soumise à la fatigue Les inconvénients : - Son prix (10 000 euros) - Sa fragilité (signe de faiblesse) - Le coureur est soumis à problème d’équilibre - Elle n’a pas la sensation du sol par manque de capteurs e) Oscar Pistorius Oscar Pistorius est né le 26 novembre 1986 à Johannesburg en Afrique du Sud, à l’âge de 11 mois il se fait amputé pour cause de maladie congénitale. En été 2004, il participe aux jeux para- olympiques où il termine 3ème aux 100 mètres et il remporte la finale du 200 mètres. C’est la première personne amputée à concourir lors championnat du monde et le premier handicapé médaillé par équipe parmi les valides. C’est aussi le premier amputé à se qualifier aux Jeux Olympiques grâce à ses prothèses de carbones spécialement conçues pour la compétition handisport. On appelle Oscar Pistorius « the blade runner ».
  15. 15. 15 f) L’exosquelette L’exosquelette est un squelette externe, positionné par-dessus le corps humain. C’est un équipement articulé ou motorisé, fixé sur le corps au niveau des jambes et du bassin. Il facilite les mouvements par la force des moteurs électriques. Dans le domaine médicale, l’exosquelette permettra aux paraplégique de se lever d’une chaise roulante et de marcher en ligne droite avec des béquilles. Dans le domaine militaire, l’exosquelette permettra de réduire la fatigue avec un sac de 90 kilogramme sur le dos, et de se déplacer à 16 km /h. (….) Son autonomie est de 8 heures. C’est un appareillage révolutionnaire ; il pourra être utilisé aussi être utilisé par les entreprises privées comme le BTP, l’aéronautique, l’automobile… Son prix est de 60.000 euros. 3) Etude Statistique Selon un sondage effectué sur 311 personnes, il a été posé la question : « seriez-vous d’accord si un jour vous deviez porter une prothèse améliorant vos performances » ? 211 personnes ont répondu OUI et 100 personnes ont répondu NON. La proportion de personnes ayant répondu OUI est d’environ 68% (211/311). Nous allons maintenant calculer l’intervalle de confiance : 0 ,68 -1/ 311 ; 0,68 +1 / 311 0,623 ; 0.736 Il y a donc 95% de chance qu’un jour les membres et les organes bioniques seront plus performants que leur homologue naturel entre 62% et 73 %.
  16. 16. 16 III. Les technologies futures L’homme, grâce à l’évolution naturelle de son espèce, augmente ses facultés siècles après siècles mais nous en sommes à un stade ou l’Homme peut lui-même s’augmenter. Quelles sont les technologies futures pour y parvenir ? Et ses conséquences ? 1) La Nanotechnologie : Qu’est-ce que la nanotechnologie ? Les nanotechnologies sont l’utilisation et la fabrication de structure à l’échelle « nano » c’est-à- dire au milliardième de mètre (10-9 ).C’est ainsi la manipulation de la matière à l’échelle atomique moléculaire et macromoléculaire. Cette technologie, ayant débutée dans les années 70, permet donc de modifier certaines molécules mais aussi de manipuler et créer des systèmes complexes à une taille invisible à l’œil nu. Ainsi l’Homme peut être modifié et augmenté grâce aux « nanos » par l’intérieur. Grâce à cette technologie le monde médical sera largement plus performant. Aujourd’hui la nanotechnologie en médecine est utilisée notamment grâce aux nanotubes. Lorsqu’une maladie se développe dans le corps d’une personne, elle laisse ses premières traces pathogènes à l’échelle nano. C’est pour cela qu’en 1985 la molécule de carbone C60 fût trouvée par 3 chercheurs (Smalley, Kurl et Kroto), molécule possédant au minimum 60 atomes de carbone formant des sphères carbonées où les atomes de carbone sont disposés en polyèdres semi-réguliers répartis sur la sphère. Le nanotube, par sa forme, permet de circuler dans le corps en attrapant des cellules, en les analysants, puis, lorsqu’il détecte une anomalie dans la composition de la molécule étudiée, il envoie un signal détecté par les médecins. C’est ainsi que le pathogène de virus comme H1N1 a été détecté en moins de 3 heures contrairement à une analyse où l’on fait évoluer le virus en laboratoire pour trouver un vaccin, procédé qui dure 2 semaines. Cette technologie permet d’identifier plusieurs maladies mais pour l’instant il n’est pas encore accessible au grand public. Dans un futur proche, comme toute technologie qui se perfectionne, elle sera accessible au grand public en éliminant les maladies. Sur un plan global cette technologie améliora l’homme en augmentant son espérance de vie mais aussi en pouvant créer et modifier des molécules pour accroitre ses capacités.
  17. 17. 17 Diagramme Bête à Corne du Nanotube de Carbone : A qui rend-il service ? Sur quoi agit-il ? Molé 2) La neuroprothèse: La neuroprothèse est un appareillage se reliant au système nerveux. Elle permet lorsque le cerveau envoie un signal de mouvement, de stimuler la zone demandée. Cette technologie permet de redonner des fonctions perdues à des personnes handicapées suite à une paralysie d’une partie du corps. Comment fonctionnent-elles ? A quelles améliorations humaines amènent-elles ? Des réseaux de microélectrodes implantées dans différentes zones du cortex moteur (zones du cerveau qui permettent le contrôle des mouvements et donc des muscles) seraient reliés à une neuropuce située dans le crâne. Une neuropuce est le combiné entre un neurone et une puce électronique. Il a été envisageable de concevoir une telle alliance car les neurones sont dotés d’un signal électrique suffisant pour le fonctionnement d’une puce. La puce, après avoir détecté un signal, l’envoie à la prothèse ou à un ordinateur selon la fonction exigée. Les capteurs sont séparés de 8 micromètres. Chaque neurone est ainsi en contact avec au moins 12 capteurs en même temps. La puce contient 16 384 capteurs sur une surface de 1 mm2. Elle est capable d'enregistrer 32 millions d'informations par seconde. Une fois connectée à sa prothèse elle envoie le signal (geste demandé à la prothèse).Pour l’instant nous utilisons simplement cela pour rendre des capacités à des personne qui en ont perdues, mais nous nous focalisons de plus en plus sur le fait d’améliorer les neuropuces afin de mieux décoder les signaux électriques émis par les neurones pour enfin, dans un futur proche, permettre de se connecter entièrement au cerveau en lui donnant des signaux qui créera la télépathie la mémoire Molécules dans le sang Nanotube de carbone Patient Dans quel but ? Objet Détecter des anomalies au niveau moléculaire amenant à des cancers
  18. 18. 18 musculaire la mémoire procédurale qui changera nos capacités cérébrales. Ainsi nous pouvons aussi nous demander si dans un futur proche le terme Homo-Sapiens définira encore bien l’Homme qui possèdera ces capacités. Le cerveau possède differentes parties gérant toutes nos capacités fonctionnelles. Dans tout le cerveau ce trouve des neurones possèdant une charge electrique. On en compte entre 86 et 100 milliards dans le cerveau humain. Zones fonctionnelles du cerveau humain :
  19. 19. 19 Entrons dans la partie des commandes motrices : Lorsqu’un individu veut boire un verre d’eau, le cerveau donne l’ordre à la main d’attraper le verre. Pour faire cela, les neurones placés dans la partie «mains» du cerveau, vont envoyer un signal électrique spécifique qui active la contraction dans la main. La neuropuce joue l’interlocuteur entre le signal des neurones et l’impulsion envoyée dans les nerfs menant à l’endroit que l’on cherche à stimuler. 3) L’impression 3D : Une imprimante 3D est une machine qui permet, à partir d’un fichier ou d’une maquette 3D faite sur un logiciel 3D (ex : SolidWorks) de faire de ses plans, l’objet imaginé. Cette technologie existe depuis 10 ans et vient d’arriver dans le grand public mais simplement afin de créer des objets quelconques dans des matières précises (plastique, métal, céramique, résine..). Or son usage pourrait servir a bien plus. Grace à cette machine fonctionnant avec une précision proche de 100%, cette technologie pourrait s’utiliser en médecine et révolutionner ce domaine autant que la nanotechnologie. Le défi est lancé, depuis la création de l’imprimante 3D, d’arriver à construire des organes et des tissus humains. On appelle ça la BIO-IMPRESSION.
  20. 20. 20 En 2011, Anthony Atala, médecin et directeur du Wake Forest Institut-Caroline du Nord, avait présenté en grande pompe lors d’une conférence, face à un public crédule, un prototype de rein bio-imprimé en sept heures. L’emballement médiatique avait été immédiat. Mais en réalité ce rein n’était absolument pas fonctionnel. Il s’agissait d’un organe synthétique sur lequel des cellules de rein avaient été déposées. Si les organes bio-imprimés restent donc au stade de prototypes, les chercheurs sont désormais capables de bio-imprimer des micro-tissus. Organovo est parvenu à créer un tissu de rein de 1 mm d’épaisseur, 4 de largeur, qui a survécu cinq jours hors du laboratoire. Des chercheurs de l’université de Louisville – Kentucky, qui ont déjà réussi à imprimer un vaisseau sanguin, ont annoncé qu’ils prévoyaient d’imprimer un CŒUR ; les organes bio-imprimés restent donc au stade de prototypes, les Si les organes bio-imprimés, restent donc au stade de prototypes, les chercheurs sont désormais capables de bio-imprimer des micro-tissus. L’industrie du textile s’intéresse de plus en plus à cette technologie en utilisant des peaux créées par imprimante 3D. D’ici quelques années, les chercheurs espèrent pouvoir créer des tissus bio-imprimés à partir de cellules des patients afin de pouvoir sélectionner les solutions thérapeutiques les mieux adaptées en fonction de leur patrimoine génétique. Par la suite l’homme pourra se greffer le type de peau qu’il choisit et améliorer ou éviter tout problème de santé dû à la peau.
  21. 21. 21 De plus la fabrication de prothèse avec cette technologie permettra une fabrication plus rapide et un coût réduit. On estime même, que le prix d’une main faite par imprimante 3D, ne coutera qu’entre 50 et 200 euros : Mais bien sûr cela amène même à rendre plus esthétique la prothèse comme celle faite à base de poudre de titane
  22. 22. 22 4) Les entreprises innovantes : Mais quelles sont les entreprises qui cherchent à améliorer l’homme et quels sont leurs projets ? IBM : (international business machine corporation) entreprise de système informatique c’est lancée vers le monde de l’intelligence artificielle en ayant déboursé plusieurs milliards de dollars dans la recherche afin de « booster » l’intelligence humaine au point de pouvoir mémoriser 200 pages d’un document en quelques secondes. Apple, bien que la firme soit actuellement connue pour ses appareils de communication, cherche maintenant à innover dans le monde de la médicine en voulant permettre aux médecins d’obtenir toutes les données de leurs patients grâce à une application ayant déjà tout mesuré au cours de leur vie. « L’Homme qui vivra mille ans est déjà né » Ceci est une promesse qu’a faite l’entreprise la plus innovatrice du 21ème siècle. Google. Depuis quelques années Google c’est intéressé aux nanotechnologies, biotechnologies, intelligences artificielles et sciences du cerveau en rachetant plusieurs entreprises spécialisées dans ces domaines telles que DeepMind, Boston Dynamics ou Calico. Ainsi d’ici 2035 Google cherche à allonger l’espérance de vie de 20 ans. Malheureusement les avancés de l’entreprise sont secrètes afin de ne pas dévoiler à la concurrence comment parvenir à de telles prouesses. Mais nous savons que certaines expériences comme la transfusion de sang de jeunes souris sur de vieilles permettent une reconstitution neuronale, mais si cela était possible sur l’Homme alors une partie de sa mémoire pourrait être remplacée. C’est pour cela que Google cherche à trouver un moyen de stocker les informations et la mémoire de nos cerveaux comme un fichier sur une clef USB. Mais si tout cela existait vraiment est ce que la technologie nous dépasserait au point de nous dominer ? Les sciences fictions du 20ème siècle deviennent maintenant des projets réels améliorant l’Homme pour certains et le détruisant pour d’autres.
  23. 23. 23 IV. L’œil Bionique 1) Optique Comment déterminer les caractéristiques d’une image ? En traversant les trois rayons caractéristiques issus d’un point B de l’objet et qui traversent la lentille, on trouve l’image de B’ de B donnée par cette lentille. Relation de conjugaison et de grandissement On peut déterminer la position et la taille d’une image à partir des révélations et de grandissement. Pour cela les positions et taille de l’objet et de l’image sont repérés par des valeurs algébriques.  La relation de conjugaison permet de déterminer la position –OA’ d’une image donnée par une lentille à partir de la position –OA de l’objet connaissant la distance focale f’ de la lentille.  La relation de grandissement permet de déterminer la taille et le sens d’une image à partir de la taille et du sens de l’objet :
  24. 24. 24 Dans ces deux relations, les grandeurs algébriques et la distance focale doivent être exprimées dans la même unité. La distance focale notée f’ est la distance entre O et F’. L’inverse de la distance focale est appelée la vergence noté V elle s’exprime en dioptrie. 2) Composition de l’œil humain : Pour voir un objet l'œil possède plusieurs organes ayant chacun une fonction précise: - La cornée : la lentille est une lentille transparente dont la fonction consiste à capter et à focaliser les rayons lumineux sur la rétine. Véritable porte d’entrée des rayons lumineux, la cornée représente, par analogie, la «fenêtre de l'œil» ; elle filtre la lumière tout en protégeant l’œil. - Le cristallin : le cristallin est une lentille biologique biconvexe, transparente et élastique. Son élasticité lui confère un pouvoir de convergence variable qui, par le jeu de l’accommodation, rend possible le passage de la vision de près à la vision de loin, ainsi que la mise au point des images sur la rétine. Pour remplir cette tâche, la forme du cristallin se modifie grâce à l’action de muscles spécifiques qui s’adaptent naturellement à l’objet observé. En langage photographique, le cristallin symbolise le système « autofocus » d’un appareil photo, permettant une mise au point automatique. La cornée et le cristallin fonctionnent comme deux lentilles optiques, destinées à faire converger ou diverger la lumière, formant ainsi l’image dans le fond de l’œil : sur la rétine.
  25. 25. 25 - La pupille: la pupille est un orifice au centre de l'iris qui permet de faire passer les rayons lumineux vers la rétine. - L'iris: l'iris est le diaphragme de l'œil percé en son centre par la pupille. C'est un muscle qui fait varier l'ouverture de la pupille (entre 2,5 et 7 mm) afin de modifier la quantité de lumière qui pénètre dans l'œil pour éviter l'aveuglement en plein soleil ou capter le peu de rayons la nuit. La couleur de l'iris est déterminée par la présence d'un pigment (la mélanine), celle-ci détermine aussi la couleur des cheveux et de la peau. - L’humeur aqueuse: l’humeur aqueuse est un liquide transparent contenu dans l'œil. Elle est essentiellement composée d'eau, est sécrétée par le corps ciliaire pour ensuite se diriger vers la chambre antérieure de l'œil en avant de l'iris. - Le corps vitré: Le corps vitré est une substance de consistance gélatineuse, de coloration blanchâtre, remplissant la partie arrière du cristallin (bulbe de l’œil) et l'avant de la rétine. Ainsi pour rendre les capacités de vision à l'Homme il faut que l'œil artificielle possède différentes pièces ayant les mêmes fonctions que ces organes mais il faut aussi que l'œil arrive à distinguer les couleurs. Pour l'œil humain c'est le rôle de la rétine: La rétine est une membrane placée autour de l’œil possédant une mosaïque de photorécepteurs permettant à l’œil de détecter les couleurs pour enfin les envoyer dans le cerveau. Premièrement il y a les Bâtonnets, 100 fois plus sensible que les Cônes ; ils sont sensibles à la quantité de lumière et à son intensité (vision nocturne). Ils sont responsables de la détection des mouvements dans notre champ de vision et de la vision de nuit (vision nocturne) l’œil humain en possède. Deuxièmement il y a les Cônes. Les cônes sont les cellules visuelles, situées essentiellement au centre de la rétine, et responsables de la vision des détails (l'acuité visuelle) et de la vision des couleurs. Ils permettent de déterminer les couleurs grâce à leurs trois différentes couleurs, le rouge, le bleu, et le vert (les couleurs primaires qui permettent ainsi en se mélangeant de déterminer toutes formes de couleurs lorsqu’ils sont stimulés. Ainsi pour reproduire la vision, il faut trouver un moyen de créer des objets correspondants aux organes de l’œil humain. L’appareil photo marche ainsi mais pouvons-nous créer ou remplacer un œil humain ? 3) L’Œil bionique : La prothèse oculaire « œil bionique » est conçu de différentes façons .Nous allons étudier trois méthodes : l’implant corticale et l’implant rétinien épiretinal puis subrétinal. On utilise l’implant cortical lorsque que l’œil d’une personne fonctionne mais pas ses nerfs optiques. On appelle ça la cécité corticale. On la contourne par un dispositif de caméra posée sur une monture de lunettes. Les images de la caméra sont traitées par l'ordinateur grâce à de nombreux logiciels pour n'en retenir que les données essentielles, correspondant à l'objet visualisé, puis sont traduites en impulsions électriques directement transmises à des électrodes implantées dans le cortex visuel. Chaque électrode reçoit un certain nombre d'impulsions d'une
  26. 26. 26 milliseconde chacune, à une fréquence d'environ 30 hertz. Ces électrodes vont alors émettre des points lumineux (ou phosphènes), qui donnent au non-voyant la sensation de voir des points devant lui (comparables aux pixels d'un appareil photo). Les électrodes du neurostimimateur excitent le nerf optique. Plus le nombre d'électrodes est important, plus l'image retranscrite au non voyant sera nette et précise. Mais cela oblige à ouvrir la boîte crânienne pour y introduire les électrodes, et un problème se pose: au bout de trois mois, le cerveau rejette le dispositif qu'il identifie comme un corps étranger. Les chercheurs tentent de reproduire l'expérience avec des matériaux que l'organisme peut plus facilement accepter, tel que le diamant. De plus les cliniques faisant ces opérations sont très rare et les prix d’un œil est d’environ 60000 euros ce qui ne permet pas encore à tout le grand public d’y accéder. On utilise l’implant épiretinal ou subrétinal pour restaurer la vision chez les patients souffrant de rétinite pigmentaire ainsi que de la dégénérescence maculaire liée à l’âge (DMLA). Le système est destiné à compenser le handicap lié à la perte de vision induite par la dégénérescence des cellules photoréceptrices de la rétine (bâtonnets et cônes) en restituant une fonction visuelle au patient. L’implant permet de se substituer aux cellules photoréceptrices dégénérées en stimulant par un faisceau d’électrodes les cellules ganglionnaires et bipolaires. Le signal généré est transmis au cortex visuel via le nerf optique avec comme résultante des perceptions lumineuses .Une électrode est placée dans l’œil, mais cette fois sur la rétine. L’électrode remplace donc totalement les photorécepteurs et stimule la partie intérieure de la
  27. 27. 27 rétine. On doit donc utiliser une caméra extérieure, qui remplace les photorécepteurs, placée sur des lunettes comme dans l'implant cortical. Cette technique permet néanmoins d’utiliser l’espace oculaire pour insérer les éléments tel que les électrodes nécessaire à la stimulation. Mais le problème majeur reste la position de ces électrodes dans l’œil même, car l’œil en se déplaçant provoque de brusques accélérations. Ainsi le système embarqué dans l’œil doit être arrimé suffisamment pour supporter ces accélérations, mais ne doit pas abimer la rétine. De plus, l’œil est ouvert durant cette intervention, et un corps étranger, l’implant, y est introduit. Donc, comme pour chaque implant, il y a un risque de rejet et un risque d’infection grave pouvant aller jusqu’à la perte définitive de l’œil. Malgré le fait que des électrodes en diamant soient utilisées (le diamant étant d’après les tests, bio-compatible), les risques restent réels pour une mise en place à plus grande échelle. Cette technique est néanmoins la plus suivie par les équipes de recherche, même si pour l’instant, les résultats sont minimes (seize électrodes insérées en 2007). Et des résultats satisfaisants ont été obtenus avec certains patients. La plus grosse différence avec l'implant subrétinal est son fonctionnement et sa localisation ; celui-ci est placé sur la rétine tandis que l'autre est placé derrière, celle-ci stimulant cette dernière tandis que l'implant subrétinal remplace les photorécepteurs. Il y a donc deux parties dans cette œil bionique, la partie intra oculaire qui stimule la rétine et la partie extra-oculaire qui capte les images. C'est par décharge électrique minime que les phosphènes sont créés et rétablissent une légère vision. Le fonctionnement de cet implant se déroule en 8 étapes : 1- Obstacle 2- Détection de l’image vidéo de l’obstacle par la caméra montée sur les lunettes. 3 -Conversion de l’image vidéo en impulsions électriques par l’unité de traitement vidéo portée à la ceinture.
  28. 28. 28 4- Envoi des données de stimulation électrique par Radio fréquence depuis l’antenne externe. 5- Réception des données par l’antenne interne qui est en regard de l’antenne externe 6- Transmission des impulsions électriques vers le faisceau d’électrodes implanté dans l’œil, à la surface de la rétine. 7- Stimulation électrique des cellules ganglionnaires et des cellules bipolaires avec transduction du signal vers le nerf optique. 8- Détection par le patient de perceptions lumineuses (phosphènes) modélisant l’obstacle. Cet œil bionique par implantation subrétinale est composé uniquement du MPDA (microphotodiodes en anglais) qui sera situé derrière la rétine, donc entre celle-ci et la choroïde. Le MPDA doit être très mince (20 microns par 20 microns) et suffisamment souple, elle est construite avec une fine couche de titane et quelques particules d'or, ce qui lui permet de s'adapter à la courbure du globe oculaire. La MPDA est fabriquée pour être sensible à la lumière correspondant au spectre visible (400-700 nm). Plusieurs milliers de dispositifs peuvent être placés sur une seule et même structure de 3 mm de diamètre, une épaisseur de 100 microns et une densité identique à remplacer des cellules photoréceptrices. Elles ont le même comportement que les photorécepteurs d'une personne ayant une vue normale. Les dispositifs situés sur la MPDA transforme la lumière observée en un courant électrique ensuite transmit aux neurones. Les cellules photoréceptrices sont séparées en deux parties : les cônes et les bâtonnets. Avec un implant subrétinal, la lumière focalisée par l'œil intact frappe les microphotodiodes (MPDA) de la prothèse électrique, derrière la rétine. Des électrodes stimulent alors les neurones connectés sur le nerf optique, pour ainsi remplacer la fonction perdue des cellules des photorécepteurs. C'est l'implant qui fonctionne le plus simplement mais il est soumis à des interventions extrêmement délicates (tout comme celles de l'implant cortical sur le cortex visuel). Néanmoins cet implant est testé en laboratoire et sera bientôt accessible au grand public.
  29. 29. 29 Ron, un homme de 73 ans a récemment recouvré la vue grâce à un “œil bionique.” Après 30 ans passés dans le noir total, il voit désormais suffisamment pour pouvoir suivre des lignes blanches dans la rue et trier ses chaussettes. Grâce à la société Second Sight (seconde vue). On appelle cette technologie Argus II. Comme expliqué précédemment c’est une caméra qui est placée sur des lunettes de soleil capable d’envoyer des images à un mini récepteur placé vers l’œil du patient. Ron a perdu la vue à la quarantaine à cause d’une maladie génétique appelée retinitis pigmentosa qui provoque la perte de la vision périphérique. Il est l’un des 18 patients au monde participant aux expériences de Second Sight. Et selon Ron, « C’est un grand honneur et un privilège, je pense, de pouvoir participer à une expérience telle que celle-ci, avec l’espoir qu’au bout du compte des gens comme moi, qui étaient complètement aveugles, puissent retrouver la vue.” Si ces technologies se perfectionnent ainsi, nous pouvons envisager que l’œil humain sera remplacé par des yeux bioniques bien plus performants pouvant agrandir une image, sélectionner que ce que l’on veut voir, ou même, permettre la vision infrarouge/thermique/nocturne et peut- être Rayon X.
  30. 30. 30 Conclusion Ainsi nous pouvons conclure que l’Homme cherche depuis plusieurs siècles à améliorer ses conditions de vie et se modifier pour remplacer ses capacités perdues, c’était une « modification vitale ». Aujourd’hui notre savoir et notre technologie n’ont jamais été aussi performantes et le sont assez pour que nous puissions nous améliorer nous même à l’aide de machines remplaçant nos membres et décuplant nos capacités physiques. De plus nous sommes maintenant en capacité d’améliorer l’intérieur de notre corps en commençant à maitriser les connexions entre notre cerveau et nos capacités motrices qui permettent à ceux ayant perdu des capacités, de les retrouver. Mais ce n’est encore rien face aux recherches des plus grandes entreprises technologiques de ce monde. Bientôt, l’Homme de demain n’aura plus de maladies grâce aux nanotechnologies et les maladies mentales ou motrices n’existeront plus grâce aux neurosciences. Le cerveau ne sera plus un mystère mais un nouvel outil encore plus performant que n’importe quelle machine créée par l’Homme. Le monde changera complètement, la communication se fera peut-être par la pensée et les Hommes seront tous parfaits physiquement et mentalement car ils auront programmé leur cerveau à les rendre excellents dans un domaine précis. Ainsi l’espérance de vie augmentera au point de pouvoir vivre une vie 10 fois plus longue que la nôtre. Un organe qui ne sera plus en possibilité de fonctionner sera remplacé puis bio-imprimé tout comme la nouvelle peau que l’on choisira si l’on n’aime pas notre peau trop ridée et que l’on s’offrira à notre 565ème anniversaire ! Nous pouvons ainsi nous dire que nous sommes à l’entrée d’une nouvelle aire où les hommes n’évolueront plus grâce à la nature mais grâce à eux-mêmes. Néanmoins, si tout cela semble fantastique pour l’Homme, les conséquences sur ces améliorations pourraient être graves pour l’humanité. Tout d’abord si l’Homme vit plus longtemps, la planète sera surpeuplée engendrant famine et surpopulation dans les villes donc pauvreté, puis un taux de pollution qui augmentera rapidement déréglant la terre jusqu’à son extinction. De plus ces machines et avancées technologiques pourront dans le futur être dans de mauvaises mains qui pourront utiliser ces augmentations sur un peuple pour anéantir un autre. Ainsi « l’augmentation de l’homme » pourrait aussi être sa destruction.
  31. 31. 31 CARNET DE BORD 2015 9 OCTOBRE Découverte du sujet et documentation 16 OCTOBRE Création du plan et de la mise en page 6 NOVEMBRE Rédaction de l’histoire de la Prothèse 13 NOVEMBRE Début de la rédaction des technologies actuelles (les prothèses + Etude statistique) 20 NOVEMBRE Fin des technologies actuelles (capteurs et chaine info/énergie +diagrammes) 27 NOVEMBRE Avancés futures rédaction de la nanotechnologie et de l’impression 3D 4 DECEMBRE Rédaction de la neuroprothese et du diagramme du nanotube + entreprises innovantes 11 DECEMBRE Documentation sur l’œil bionique Rédaction du cours d’optique 2016 8 JANVIER Rédaction de l’œil humain et de l’œil bionique (implant épiretinal) 15 JANVIER Rédaction des implants subretinal et cortical Et confection de la maquette d’une lunette bionique 22 JANVIER Confection de notre magazine sur l’Homme augmenté 29 JANVIER Mise au propre de toute notre composition Et rédaction de la synthèse et nos synthèses personnelles 5 FEVRIER Confection du PowerPoint
  32. 32. 32 Bibliographie : https://www.youtube.com/watch?v=_K8CgEXtKHI http://materiel-handisport.e-monsite.com/pages/les-protheses.html http://www.touchbionics.fr/ http://fr.bebionic.com/the_hand http://www.chabloz-orthopedie.com/fr/orthopedie/Membres-superieurs/2/Protheses- esthetiques/12 https://fr.wikipedia.org/wiki/Exosquelette_motoris%C3%A9 http://www.vulgaris-medical.com/ http://www.futura-sciences.com/ http://oeilbionique-tpegad.e-monsite.com/ https://www.youtube.com/watch?v=gnGifdjq4ag MANUEL DE PHYSIQUE-CHIMIE 1ERE S collection Dulaurans Durupthy http://www.monunivers3d.com/guide/consequence/ http://www.prothese-futur.sitew.com/#L_Histoire_des_protheses.A http://web.mit.edu/ https://www.ted.com/talks/anthony_atala_growing_organs_engineering_tissue http://tpe-ozarhatorah2011-2012.e-monsite.com/pages/oeil-bionique.html http://floquet.unblog.fr/ http://www.sarifindustries.com/fr/
  33. 33. 33 Synthèse Générale Il y a de cela environ 4,5 millions d’années, les premiers ancêtres de l'homme viennent d’Afrique, ce sont les « Ramatipèdes ». Ces singes sont les premiers à devenir bipèdes afin de mieux voir dans les savanes, pouvoir marcher longtemps sur de longues distances ou encore, pour récupérer leur nourriture. Un million d'années plus tard, apparaissent les Australopithèques dont faisait partit la célèbre Lucie. Il y a 1,8 million d’année, "l'homme" connait une première grande "avancée" : l'«homo erectus» apparait. Il domine le feu et commence à créer des outils primitifs à base de bois, de pierre et de silex. Il disparait au profit de l'homme de Neandertal. Ce dernier connaitra la même fin : par manque de place et de nourriture, il va céder sa place à l'«homo sapiens sapiens» ("homme sage") c’est-à-dire nous. (2ème grande évolution de l'Homme). L'homo sapiens sapiens va commencer petit à petit à se regrouper en vastes groupes et va se sédentariser, ne cherchant plus à survivre, mais à vivre. Il va commencer l'agriculture et la domestication des animaux (chèvres, chiens...) et va entreprendre la construction des premières cités dans la région du Croissant Fertile. C’est à partir de ce stade de l’évolution que l’homme se cultive et cherche des réponses à tout, jusqu’à nos jours, où, enfin assez évolué, il peut passer à un nouveau stade de l’humanité, vers l'ère de l’« Homme augmenté ». Durant toute son évolution L'Homme a été victime de maladies et d’épidémies comme la peste au 14ème siècle ayant tué plus de 50% de la population européenne, ou d’autres plus actuelles, comme le Sida et Ebola. Mais l’homme a toujours cherché à améliorer son environnement afin d’avoir des conditions de vie de plus en plus confortables ayant augmenté petit à petit son espérance de vie. Mais maintenant, l’Homme ne cherche plus à améliorer que ses conditions de vie, mais à s’améliorer lui-même et faire évoluer l’Homme plus vite que la nature ne puisse le faire. Ainsi la notion de Trans humanisme et d’augmentation de l’homme nait comme l'idée d'améliorer et réparer l'Homme grâce à la technologie (nanotechnologies, prothèses, organes artificiels…). Ainsi, nous nous demanderons comment l’Homme parvient-il à « s’augmenter » ? Quelles sont les technologies qui nous permettent de le faire et quelles en seront les conséquences ? Depuis que les hommes marchent debout, il existe des prothèses ; ainsi, on peut dire que les "premières prothèses" (simple branche pour aider à se déplacer) sont nées en même temps que l'Homme. Encore de nos jours, on utilise des cannes. Les traces des prothèses anciennes sont plus difficiles à trouver à chaque fois que l'on s'éloigne de notre ère : des fossiles de premiers hommes ont été retrouvés avec, proche d'eux, des sortes de cannes. Les peintures murales permirent d'avoir une image plus précise de l'utilisation de ces cannes. Les plus vieilles prothèses comme on l'entend, datent de l'Egypte Antique, il y a de cela 2000 ans. Les premières traces "écrites" datent des Egyptiens, civilisation extrêmement avancée pour l'époque. La première prothèse découverte date de cette période : une prothèse de gros orteil découverte sur une momie. Les grecs et les romains en ont fabriqué également, puis l’Europe
  34. 34. 34 tout au long du moyen âge. C'est à la période de la Renaissance (par les avancées en science et en mécanique) que les prothèses "sophistiquées" naissent. Les 2 guerres mondiales, elles aussi, permirent de grandes avancées dans le domaine, grâce notamment au financement des Etats qui voulaient "réparer leurs blessés". Une prothèse est un dispositif artificiel destiné à remplacer une partie manquante du corps humain. Il peut s’agir d’un organe ou bien d’une articulation. La prothèse a pour but de restaurer la fonction compromise. Aujourd’hui il existe deux types de prothèse qui permettent d’être contrôlées par la pensé comme la prothèse myoélectrique et la prothèse neuronale. Grâce aux avancées actuelles, les scientifiques ont pu développer plusieurs prothèses bioniques qui permettent de révolutionner notre quotidien comme par exemple, manger, ouvrir une porte, allumer la télécommande ou encore lasser ses chaussures. Il existe aussi la prothèse esthétique qui permet de satisfaire les personnes qui souhaitent cacher l’aspect mécanique de leur prothèse. Les scientifiques ont aussi révolutionné le quotidien des sportifs privés de compétitions à cause de leur handicap. Ils ont amélioré leurs prothèses pour qu’elles soient plus légères à l’utilisation pour réduire les dépenses énergétiques de l’athlète. Les scientifiques ont aussi développé un équipement articulé qui permet de faciliter un mouvement en y ajoutant des forces avec un moteur électrique. Il peut être utilisé pour le domaine médical, militaire ou autre … L’Homme est maintenant en capacité d’augmenter plus que ses capacités physiques mais aussi l’intérieur de son corps comme nous l’avons vu avec la nanotechnologie qui permet de créer des systèmes très complexes à une échelle infime. On peut également utiliser dans le corps le nanotube de carbone (considéré comme l’objet le plus résistant au monde) permettant de détecter des anomalies au niveau moléculaire pour enfin prévenir les maladies avant qu’elles ne se développent. De plus cette technologie peut être utilisée dans d’autres domaines comme les neurosciences, visant à connecter le cerveau à une neuropuce capable de traduire les signaux des neurones en instructions précises données au corps. Cette technologie commence à être conçue par des machines automatisées qui créeront des organes bien plus performants que les nôtres dans un futur proche. Nous entrons aujourd’hui dans le monde de « l’intelligence augmentée », de la perfection physique et aussi de l’immortalité, un projet où les plus grandes entreprises du monde investissent déjà des milliards pour y parvenir. Ainsi nous pouvons conclure que l’Homme cherche depuis plusieurs siècles à améliorer ses conditions de vie et à se modifier pour remplacer ses capacités perdues, c’était une « modification vitale ». Aujourd’hui notre savoir et notre technologie n’ont jamais été aussi performants et le sont assez pour que nous puissions nous améliorer nous-même à l’aide de machines remplaçant nos membres et décuplant nos capacités physiques. De plus, nous sommes maintenant en capacité d’améliorer l’intérieur de notre corps par la maitrise des connexions entre notre cerveau et nos capacités motrices permettant ainsi à ceux ayant perdu des capacités, de les retrouver. Mais ce n’est encore rien face aux recherches des plus grandes entreprises technologiques de ce monde. Bientôt, l’Homme de demain n’aura plus de maladies grâce aux nanotechnologies et les maladies mentales ou motrices n’existeront plus grâce aux neurosciences. Le cerveau ne sera plus un mystère mais un nouvel outil encore plus performant que n’importe quelle machine créée par
  35. 35. 35 l’Homme. Le monde changera complètement, la communication se fera peut-être par la pensée et les Hommes seront tous parfaits physiquement et mentalement car ils auront programmé leur cerveau à les rendre excellents dans un domaine précis. Ainsi l’espérance de vie augmentera au point de pouvoir vivre une vie 10 fois plus longue que la nôtre. Un organe qui ne sera plus en possibilité de fonctionner sera remplacé puis bio-imprimé tout comme la nouvelle peau que l’on choisira si l’on n’aime pas notre peau trop ridée et que l’on s’offrira à notre 565ème anniversaire ! Nous pouvons ainsi nous dire que nous sommes à l’entrée d’une nouvelle aire où les hommes n’évolueront plus grâce à la nature mais grâce à eux-mêmes. Néanmoins, si tout cela semble fantastique pour l’Homme, les conséquences sur ces améliorations pourraient être graves pour l’humanité. Tout d’abord si l’Homme vit plus longtemps, la planète sera surpeuplée engendrant famine et surpopulation dans les villes donc pauvreté et conflits. Puis un taux de pollution qui augmentera rapidement déréglant la terre jusqu’à son extinction. De plus ces machines et avancées technologiques pourront dans le futur être dans de mauvaises mains qui pourront utiliser ces augmentations sur un peuple pour anéantir un autre. Ainsi « l’augmentation de l’homme » pourrait aussi être sa destruction.
  36. 36. 36 SYNTHESES PERSONNELLES Nicolas Boye L’Homme moderne a toujours cherché à améliorer son quotidien en créant, en apprenant et en étudiant. Mais maintenant l’Homme est assez évolué pour ne plus améliorer non seulement son quotidien, mais aussi en s’améliorant lui-même, il « s’augmente ». Depuis plusieurs millénaires la prothèse existe comme un objet de remplacement du membre détruit ou abimé. Mais ce n’est bientôt plus le cas grâce à plusieurs technologies telle que la nanotechnologie qui permet de construire des systèmes complexes de très petite taille (invisible à l’œil nu) pouvant faire fonctionner n’importe quelle prothèse en étant de plus perfectionnée et ergonomique. Mais ce n’est qu’une infime possibilité de cette technologie pouvant être exploitée comme aussi les nanopuces dans le corps qui sont en mesure de détecter des anomalies et créer des systèmes permettant de diffuser des médicaments. De plus l’Homme, après de plus en plus le cerveau humain et commence à pouvoir traduire les signaux que les neurones envoient dans le corps qui permet ainsi de comprendre tout ce que le cerveau fait pour faire fonctionner le corps. Si l’on prend l’exemple de l’œil bionique toutes ces technologies peuvent y être utilisées avec un système conçu à l’échelle nanométrique puis une neuropuce connecté au cerveau liant la camera au cerveau en remplaçant les nerfs optiques. Cette prothèse oculaire est un bon exemple car elle consiste actuellement à remplacer un organe manquant mais si on le voit dans le futur on peut imaginer que lorsque les technologies que nous avons présentées seront largement plus performantes, alors, l’Homme créera un organe plus performant que son organe naturel qui verra à travers les murs dans le noir et qui pourra zoomer chaque chose qu’il voit. Mais si l’on prend ces innovations dans un autre sens, on peut voir que si l’Homme augmenter fait rêver en vivant 1000 ans avec une force et une vision décuplée et pouvant communiquer par la pensé, ce n’est pas la seule réalité. L’Homme sera sur une planète surpeuplé à cause de son espérance de vie, il polluera et dérèglera la planète et si ses technologies sont entre de mauvaises mains, l’Homme s’autodétruira. Ainsi j’en conclu que l’augmentation de l’Homme est extraordinaire sur un point scientifique et aussi pour l’évolution de l’humanité mais malheureusement quand on connait la nature de l’Homme on sait qu’il peut utiliser la puissance de cette technologie non pour la science mais pour un intérêt financier et de pouvoir menant sans aucun doute à sa destruction. Il faut laisser la nature faire évoluer une espèce plutôt qu’elle ne cherche à se faire évoluer elle- même car cela ne fonctionnera jamais comme on le croit.
  37. 37. 37 Hugo Lounici Je pense que le Trans-humanisme va jouer un rôle clef dans notre futur (d'ici 10 à 20 ans) en nous permettant de réaliser des choses jusqu’ alors impossibles comme déplacer des charges lourdes (grâce aux exosquelettes), combattre et vaincre plus efficacement les maladies (nanotubes de carbone) ou encore rendre des capacités perdus à un individu qui les auraient perdus (prothèses). En effet, le domaine ne peut que s'améliorer avec le temps, d'ici une 30 d’années, nous verrons apparaitre les premiers exosquelettes commerciaux, les premiers organes artificiels ... Les travaux qui sont menés en ce moment même sur le corps humain vont nous permettre de créer des prothèses de plus en plus performantes ; notre corps est extrêmement complexe (cerveaux = milliards de milliards de communications), notre technologie, nos moyens et nos connaissances actuels ne nous permettent pas d'avancer à grands pas mais petit à petit. Je pense aussi qu'il ne faut pas utiliser tout ceci à mauvais escient notamment à des fins militaires qui pourraient nuire à l'espèce humaine ou du moins, être néfaste à des individus. Enfin, je pense que l'homme doit garder une certaine partie humaine de lui-même et ne pas devenir entièrement "robot". Nous nous devons donc de rester méfiants envers le Trans-humanisme afin de contrôler l'évolution et les risques qui lui sont liés, l'utiliser à des fins de reconstructions et d'avancées et non comme une arme de destruction pour les hommes. Je pense qu'il faudra bientôt se poser cette question : d'ici 100 ou 500 ans, seront-nous prêts et voudront-nous amputer des membres de chairs pour nous en greffer des plus performants en métaux, ne craignant ni la douleur, ni la fatigue et décuplant notre force ? Anaïs FEGHOUL Avec mon groupe composé de Nicolas, Hugo et moi-même, nous avons cherché longuement notre thème et sujet sur lequel nous allions travailler durant cette année. Notre choix s’est porté sur le thème de la Structure avec comme sujet « L’Homme augmenté ». Lors de la création de notre problématique, nous avons fait des recherches Internet pour en savoir plus sur notre sujet et pour être sûrs de la problématique posée. Nous avons choisi comme problématique : comment l’homme parvient-il à « s’augmenter » ? Quelles sont les technologies lui permettant de le faire et quelles en seront les conséquences ? Nous avons choisi ce thème car c’est un thème intéressant et qui nous correspond bien à tous les trois. Nous devions introduire deux disciplines telles que les maths et les Sciences de l’Ingénieur ce qui n’est pas une chose facile à développer dans un sujet. En ce qui concerne l’organisation de notre travail, nous avons effectué nos recherches en cours de TPE puis nous avons réparti notre travail à faire à la maison et en cours de TPE. Lors des séances suivantes, nous avons regardé le résultat de nos travaux pour voir ce qui n’allait pas avec nos professeurs et nous avons fait des recherches supplémentaires grâce aux livres et Internet. D’un point de vue personnel, j’ai appris à perfectionner ma manière de travailler, j’ai appris à travailler seul et en équipe. Cette expérience m’a appris à confronter mes idées et à mieux les répartir dans mon travail.

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