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Membres robotiques et exosquelettes changent la vie des amputés

Membres robotiques et exosquelettes changent la vie des amputés
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Dans cette édition de Futuris, notre reporter Cyril Fourneris nous présente un projet de recherche européen qui vise à concevoir des membres robotiques et des exosquelettes synonymes de meilleure mobilité pour les amputés.

"La majorité des amputés transfémoraux portent des prothèses qui leur demandent énormément d'énergie," fait remarquer notre journaliste Cyril Fourneris qui s'est rendu en Toscane. "Sur place, des chercheurs testent des exosquelettes qui pourraient changer leur vie," ajoute-t-il.

A l'Hôpital Fondazione Don Gnocchi de Florence, Daniele Bellini préfère venir en voiture. Pourtant, il a perdu un jambe il y a 15 ans dans un accident agricole. Il est aujourd'hui impliqué dans un projet européen appelé CYBERLEGs++ qui vise à faciliter la vie des amputés. Nous découvrons l'un des prototypes conçus dans le cadre de ce projet, la jambe robotique que Daniele teste : après seulement deux séances, il parvient déjà à enjamber les marches.

"Avec la prothèse que je porte habituellement, ce n’est pas possible : je dois marquer l'arrêt à chaque marche car ce n'est qu'un amortisseur," précise-t-il. "En descente, elle me permet de freiner le pas, mais elle ne me donne pas l’impulsion vers le haut qui est nécessaire pour monter les escaliers," dit-il.

"Rendre leur démarche moins éprouvante"

Ce jour-là, il est rejoint par Baissa Abderrahman, lui-aussi amputé transfémoral. Il essaie un autre prototype : un exosquelette du bassin. Quand il le porte, les chercheurs mesurent une baisse de ses efforts physiques et cognitifs.

"Les patients amputés des membres inférieurs dépensent beaucoup plus d’énergie pour marcher que les autres," précise le docteur Raffaele Molino Lova, coordinateur médical à MARE lab, l'un des partenaires du projet. "Et le but de cette orthèse active du bassin," poursuit-il, "est de fournir l’énergie nécessaire pour rendre leur démarche moins éprouvante."

Les scientifiques développent sur ce même exosquelette, un mécanisme antichute. En trois dixièmes de seconde, l’orthèse repère, puis corrige la perte d'équilibre déclenchée dans la situation que nous observons par un simulateur de glissade.

Deviner les intentions de l'homme

À une cinquantaine de kilomètres, c'est à l'Université de biorobotique de Pontedera dans la province de Pise que sont coordonnés les efforts de chercheurs venus de disciplines variées.

Certains étudient les paramètres de la marche. D'autres les transfèrent dans leurs robots. "On veut que le robot comprenne automatiquement ce que vous voulez faire : c'est pour cela que dans ces robots, nous devons introduire des capacités cognitives," souligne Nicola Vitiello, coordinateur du projet CYBERLEGs++ et professeur associé de l'Institut de biorobotique de l'Ecole des études supérieures Sant'Anna de Pise.

C'est en partie au sein de cette université qu'a été conçue la jambe robotique. Les moteurs de la cheville et du genou devinent les intentions de l'amputé grâce à des capteurs placés à divers endroits du corps.

"Il y en a dans les deux semelles, sur la prothèse et sur la jambe saine, nous disposons de sept unités de mesure inertielles," indique Joost Geeroms, chercheur en ingénierie mécanique de la Vrije Universiteit de Bruxelles, partenaire du projet. "Toutes ces données sont collectées, stockées et traitées à l'intérieur de la prothèse : nous mesurons donc exactement où sont les membres et ce qu'ils font : nous comparons ces informations à notre modèle et nous savons si l’utilisateur marche, s’il veut monter des marches ou s’il veut se lever d'une position assise par exemple," affirme-t-il.

Des applications dans de nombreux domaines

Ces technologies vont au-delà de l’aide aux amputés comme en témoignent les prototypes que l'on nous présente : une orthèse du bras et une main bionique qui permettrait d'attraper des objets, notamment pour les personnes quadriplégiques.

"On sait que l'on développe des technologies habilitantes qui peuvent être utilisées dans d'autres domaines, avec d'autres types de patients dans le domaine de la santé ou dans l'industrie pour soulager les travailleurs manuels qui font des tâches fatigantes ou encore des applications sur le marché de la consommation grand public," fait remarquer Nicola Vitiello, coordinateur du projet CYBERLEGs++. "Et là on peut imaginer que des jeunes viendront bientôt nous voir avec des idées innovantes que nous pourrons explorer dans les prochaines années," déclare-t-il.

À Florence, les essais se poursuivent. Et le projet entre dans une phase cruciale. Si les bons résultats sont confirmés, les robots seront commercialisés dans les prochaines années.