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Tendances scientifiques: Des chercheurs mettent au point une main robotique capable de sentir des objets

Grâce à la modélisation et aux mathématiques, un nouveau prototype de prothèse de bras permet aux personnes amputées de retrouver le sens du toucher.

© University of Utah Center for Neural Interfaces

Jusqu’à présent, les prothèses robotisées n’arrivaient pas à atteindre leur dernier objectif: reproduire la sensation du toucher. Jusqu’à l’arrivée du LUKE Arm, une version prototype de bras robotique inspiré par Star Wars qui peut être directement relié au système nerveux du porteur. Dans une nouvelle étude publiée dans la revue «Science Robotics», des ingénieurs biomédicaux américains de l’Université de l’Utah ont annoncé que ce bras pouvait désormais reproduire la capacité de ressentir. Ils ont expliqué comment le bras avait ravivé la sensation du toucher chez Kevan Walgamott, un agent immobilier de l’Utah qui avait perdu sa main gauche et une partie de son bras dans un accident électrique il y a de cela 17 ans. Il était parmi les sept sujets qui ont testé le bras dans le cadre d’essais cliniques. Aider les amputés à retrouver le toucher Le bras prothétique est resté en développement durant 15 ans. Grâce à la modélisation et aux mathématiques, il est désormais considéré comme une réussite. Le LUKE Arm utilise des câbles implantés sous le bras qui se connectent à un ordinateur pour indiquer au bras de bouger. Des capteurs situés sur la main envoient des signaux aux câbles qui reproduisent la sensation de saisir un objet. Le LUKE Arm inclut 100 microélectrodes connectées aux nerfs localisés dans la partie supérieure du bras. «Beaucoup pensent que le sens du toucher est un seul sens, mais à vrai dire il est composé de plusieurs sens différents», a déclaré Jacob George, le doctorant en ingénierie biomédicale qui a mené l’étude, au «Scientific American». «Il y a différents capteurs dans la main qui perçoivent la douleur, les vibrations, la pression... Et donc, nous devons identifier chacun de ces petits capteurs.» Walgamott a été capable de manipuler des raisins, de tenir un œuf sans casser la coquille, d’écrire des messages sur son téléphone et même de sentir la main de sa femme dans la sienne. Sa main bouge au grès de ses pensées. Par exemple, lorsqu’il a pris l’œuf, le cerveau de Walgamott a été capable de l’avertir de ne pas serrer trop fort. La technologie imite la façon dont la main humaine ressent les objets en envoyer les signaux adéquats au cerveau du porteur. «J’étais au bord des larmes», a déclaré Walgamott dans un communiqué de l’Université de l’Utah après avoir utilisé le LUKE Arm pour la première fois en 2017. «C’était vraiment incroyable. Je n’aurais jamais pensé être capable de sentir de nouveau avec cette main.» Une main bionique pour des sensations plus naturelles «Nous avons changé la façon dont nous envoyons l’information au cerveau pour que la sensation soit similaire à celle produite par le corps humain. En se rapprochant ainsi des sensations du corps humain, nous avons observé une amélioration des résultats», a déclaré George à «CNN». «Nous produisons des signaux plus réalistes sur le plan biologique.» «Recréer la sensation est déjà une étape importante, mais la façon dont nous envoyons l’information est également critique. Et, si vous la rendez plus réaliste sur le plan biologique, le cerveau la comprendra mieux et le rendu de cette sensation sera également amélioré», a expliqué Gregory Clark, chef de l’équipe d’étude et professeur agrégé au Département d’ingénierie biomédicale de l’université. «Une des premières choses que [Walgamott] a souhaité faire était de remettre son alliance. Ce qui est difficile à effectuer avec une seule main», a ajouté le professeur Clark. «C’était très émouvant.» Une version totalement mobile du prototype, qui ne nécessite pas de connexion à un ordinateur externe, est en voie de développement. L’équipe espère que les trois participants à l’étude seront en mesure de ramener le LUKE Arm chez eux d’ici 2021.

Pays

États-Unis