Une main robotisée
La perte de l'utilisation d'un membre, ou d'un membre complètement, peut avoir un impact important sur la qualité de vie d'une personne. Accepter une invalidité ou un handicap peut être une expérience très traumatisante et le rétablissement peut être long et difficile. Modifier son rythme de vie pour s'adapter à cette nouvelle réalité n'est pas chose facile et rapide. Toutes les tâches considérées comme normales sont soudainement difficiles. Même si vous perdez le bras que vous utilisez le moins, votre autre bras devra prendre le relais tout seul. Votre capacité à mener les tâches quotidiennes ne sera pas la seule compromise. Votre indépendance pourrait en pâtir. Imaginez conduire une voiture avec une seule main. Ce n'est pas évident de tenir le volant et le levier de vitesse à une main. Se déplacer devient une affaire plus complexe. Tous les changements découlant de la perte d'un membre peut avoir un impact émotionnel et physique sur une personne. Dans le passé, ces effets pouvaient compliquer gravement la vie d'une personne. De nos jours, la qualité de vie ne doit pas souffrir de la même manière. Désormais il existe de nombreux progrès technologiques permettant à une personne de regagner sa confiance et son indépendance. La robotique permet effectivement à ces personnes de reprendre leur vie en main. Les robots servent à faciliter nos vies, et ont des applications diverses comme la préparation d'un repas, la garde des enfants ou l'accueil des convives. Mais pour donner un bon coup de main, les robots ont besoin d'être équipés de mains capables de manipuler un oeuf, jouer à la balle ou verser du café. Les ingénieurs humains ont accepté ce défi et ont développé, ces dernières années, des mains robotisées d'une étonnante dextérité, tout en restant sensibles mais fermes. Les chercheurs européens travaillant au centre de recherches E. Piaggio de l'université de Pise et de l'Istituto Italiano di Tecnologia de Genova, en Italie, font partie des équipes de recherche impliquées dans le domaine. Ils ont créé une main robotisée destinée à révolutionner le monde des prothèses intelligentes. D'une structure simple et robuste, la prothèse coûte une fraction du prix d'une prothèse naturelle et est capable de reproduire pratiquement tous les mouvements naturels de la main humaine. La majorité des tâches d'agrippement des prothèses classiques ne permettent que d'agripper des objets fixes ou immobiles. La nouvelle main est capable de faire plus. La main du projet est solide et flexible et est capable, par un seul moteur, d'agripper tout type d'objets, tout cela pour un prix de quelques centaines d'Euros. Grâce à sa simplicité et versatilité extrême, elle peut aisément être utilisée en tant que main robotisée et de main artificielle. Ses doigts peuvent supporter les impacts et contacts durs et peuvent se désarticuler. Selon Antonio Bicchi, coordinateur du groupe de recherche en robotique du centre de recherche E. Piaggio et scientifique expérimenté de l'Istituto Italiano di Tecnologia, l'incroyable convergence de performance, de solidité et du prix abordable a été possible par la conception révolutionnaire de cette main. «Les phalanges sont constituées de deux paires de cylindres connectées par contact de roulement à l'instar des articulations du corps humains», explique-t-il. «Les doigts sont reliés par des articulations élastiques sans aucun élément de connexion mécanique comme des boulons ou des vis, ce qui confère une structure plus élastique et simplifiée de la main. Mais cela va bien au-delà d'une simple reproduction de la main humaine», ajoute-t-il. «Nous devons comprendre plutôt les mécanismes du mouvement et de la perception à la base de ce que peut faire la main et ensuite développer une structure artificielle capable de fonctionner de la même manière.» Le projet a décidé que pour mieux comprendre cela, les chercheurs devaient d'abord analyser et comprendre les détails du système sensori-moteur de la main humaine. L'équipe a établi la conception de la main artificielle Pisa-IIT Softhand sur la théorie que les synergies sensori-motrices ont leur racine dans la neuroscience. La théorie de ces synergies analyse tous les mouvements complexes que nous pouvons réaliser comme étant le produit d'une combinaison de quelques configurations de mouvements de base, comme quand on ferme les doigts pour agripper un objet. Ces unités de mouvements, ou synergies, générées par une configuration précise de muscles, sont déterminées par nos caractéristiques anatomiques. Elles comprennent des mouvements innés ou appris dans la petite enfance. Ainsi, pour reproduire le mouvement de l'agrippement sur une main mécanique, il n'est pas nécessaire de relier chaque doigt à un moteur, comme on le fait souvent pour les mains robotisées traditionnelles. Mais plutôt, la configuration de la synergie responsable du mouvement doit être déterminée et ainsi, son schéma doit être reproduit de telle manière à ce qu'un seul moteur soit capable de réaliser le mouvement complet. Ainsi, il s'agit de la première main artificielle capable de réaliser pratiquement tous les types de saisie et de manipulation des objets grâce à un seul moteur et, grâce à la simplicité de sa structure, sa solidité et son prix abordable, est destinée à révolutionner le monde des prothèses et des mains robotisées et à contribuer au développement d'autres technologies dans la foulée. Comprendre les synergies motrices et sensorielles du corps humain, notamment les principes de contrôle et de sensibilité faible dans la conception de mains mécaniques, devrait jouer une part importante dans le développement d'une intelligence artificielle dans son ensemble. L'initiative de recherche, qui a reçu 2,5 millions d'euros de l'UE par une subvention avancée du CER accordée au professeur Bicchi, est une collaboration commune entre les groupes de neuroscience, des mathématiques et d'ingénierie. La main sera utilisée en tant que plateforme d'étude pour l'établissement de synergies et l'étude d'aspects de manipulation robotisée dans d'autres projets. La main est déjà bien accueillie, et a été baptisée comme le projet le plus innovant présenté lors de la conférence internationale des humanoïdes à Osaka, au Japon en décembre 2012. Celle-ci était précédée d'une récompense reçue lors de la conférence internationale de systèmes et robots intelligents (IROS2012), au Portugal. Le projet est un autre exemple de la manière dont l'UE a développé une base solide de robotique industrielle mais plus encore, il offre aux personnes souffrant d'un trouble de la fonction des bras ou des mains, en raison de l'âge, d'une lésion ou d'une maladie, un moyen de progresser vers une vie autonome malgré ce handicap.Pour plus d'informations, consulter: Centre de recherche «E. Piaggio» http://www.centropiaggio.unipi.it/research/robotics.html