Quinze millions de personnes dans le monde vivent avec des lésions de la moelle épinière qui limitent leur fonctionnement quotidien, mais la technologie ouvre de nouvelles voies vers l’indépendance.
Une équipe d'ingénieurs de l'Université de Berkeley a développé un appareil qui pourrait radicalement changer la vie de ceux qui ont souffert blessures à la colonne vertébraleElle est appelée Pince à dos et utilise des doigts robotisés positionnés sur le dos de la main pour restaurer la capacité de saisir des objets volumineux et lourds.
Une nouvelle perspective sur les lésions de la moelle épinière
Les lésions de la moelle épinière entre les niveaux cervicaux de C5 et C7 peuvent avoir un impact dévastateur sur la mobilité des membres supérieurs. La perte de la capacité de fléchir volontairement les doigts et le poignet rend particulièrement difficile la saisie d’objets volumineux ou lourds. Les ingénieurs du groupe de recherche Dextérité incarnée ils ont décidé de relever ce défi avec une approche totalement innovante.
Leur dispositif ne tente pas de reproduire la prise naturelle de la main, mais exploite plutôt une toute nouvelle façon d’interagir avec les objets. Ce choix de conception s’est avéré particulièrement efficace, comme le démontre une étude récemment publié dans le magazine Transactions IEEE sur les systèmes neuronaux et l'ingénierie de la réadaptation.
La clé du succès réside dans la capacité du dispositif à exploiter la fonctionnalité résiduelle des patients souffrant de lésions de la moelle épinière, en particulier l’extension du poignet, qui reste souvent intacte.
Collaboration homme-robot pour une préhension efficace
L’une des caractéristiques les plus intéressantes du Dorsal Grasper est le concept de prise en main collaborative. Comme l'explique le professeur associé Hannah Stuart, le dispositif a été conçu pour fonctionner en synergie, comme mentionné, avec les capacités résiduelles du patient :
Les personnes atteintes de tétraplégie conservent souvent la capacité d’étendre leur poignet vers l’arrière, mais ne peuvent pas le fléchir vers l’avant. Nous avons voulu valoriser cette capacité en permettant la préhension, mais de telle manière que la personne soit partie active du geste.
Les doigts robotisés, positionnés sur le dos de la main, créent un système qui n’interfère pas avec les mouvements naturels résiduels. Cette approche permet d’éviter les conflits typiques des dispositifs robotisés qui s’adaptent aux doigts du patient, où une tension « conflictuelle » apparaît souvent entre les intentions de la personne et celles du robot.
Expansion de l'espace de préhension dans les lésions de la moelle épinière
Le doctorant Andrew McPherson, qui a contribué au développement du dispositif, a souligné un autre avantage important du Dorsal Grasper. Pour les personnes qui utilisent un fauteuil roulant, Il peut être difficile d’atteindre de front des surfaces telles que des comptoirs ou des réfrigérateurs pour saisir des objets, en raison du volume des pieds de la chaise.
La configuration unique de l'appareil vous permet de saisir des objets pratiquement partout où votre bras peut atteindre, sans avoir à faire pivoter votre corps (un mouvement qui pourrait compromettre votre équilibre dans un fauteuil roulant). Cette fonctionnalité étend considérablement la espace de travail accessible à l'utilisateur.
Contrôle intuitif et réponse rapide
Le chercheur postdoctoral Jungpyo-Lee Il a souligné que les tests en laboratoire ont démontré l'extrême intuitivité du contrôle de l'appareil. La possibilité d’utiliser l’extension du poignet, un mouvement que les patients utilisent quotidiennement, rend l’opération naturelle et immédiate.
La personne est un partenaire actif, contrôlant l’extension robotique du doigt et du poignet. Si la force du doigt robotique n’est pas suffisante pour saisir un objet lourd, la personne peut étendre davantage le poignet et augmenter la force de préhension.
Cette collaboration directe entre l’utilisateur et l’appareil permet également une réponse plus rapide que les systèmes entièrement robotisés, notamment lors de la libération d’objets.
L'avenir de la pince dorsale
L’équipe travaille déjà sur une version de l’appareil spécifiquement conçue pour un usage domestique. Cette nouvelle itération sera entièrement autonome, avec des moteurs et des batteries intégrés au poignet. Le principal défi est de le rendre suffisamment robuste pour résister à une utilisation quotidienne, moins prévisible que l’environnement contrôlé du laboratoire.
L’approche de l’équipe de Berkeley en matière de conception d’appareils d’assistance démontre l’importance de prendre en compte non seulement la fonctionnalité technique, mais également la facilité d’utilisation pratique et l’acceptabilité sociale. Comme l’a souligné McPherson, le succès d’un dispositif d’assistance dépend non seulement de son efficacité technique, mais aussi de sa capacité à s’intégrer naturellement dans la vie quotidienne de l’utilisateur.
