Un nouveau bras biorobotique pourrait conduire à un dispositif portable pour les patients souffrant de tremblements

Un nouveau bras biorobotique pourrait conduire à un dispositif portable pour les patients souffrant de tremblements

On estime qu’environ 80 millions de personnes dans le monde vivent avec des tremblements. Par exemple, ceux qui vivent avec la maladie de Parkinson. Les mouvements périodiques involontaires affectent parfois grandement la façon dont les patients peuvent effectuer leurs activités quotidiennes, comme la marche. B. boire dans un verre ou écrire. Les dispositifs robotiques souples portables offrent une solution potentielle pour supprimer de tels tremblements. Cependant, les prototypes existants ne sont pas encore suffisamment sophistiqués pour apporter un véritable remède.

Des scientifiques de l'Institut Max Planck pour les systèmes intelligents (MPI-IS), de l'Université de Tübingen et de l'Université de Stuttgart, en collaboration avec Bionic Intelligence Tübingen Stuttgart (Bits), veulent changer cela. L’équipe a vidé un bras biorobotique avec deux brins de muscles artificiels attachés à l’avant-bras. Comme le montre cette vidéo, le bras biorobotique – appelé ici patient mécanique – simule des tremblements. Plusieurs tremblements réels ont été enregistrés et projetés sur le bras biorobotique, reflétant ensuite le mouvement du poignet et de la main de chaque patient. Une fois la suppression des tremblements activée, les muscles artificiels légers composés d'actionneurs électro-hydrauliques se contorsionneront et se détendront pour compenser le mouvement de va-et-vient. Désormais, les secousses sont à peine perceptibles ou visibles.

L'équipe vise à atteindre deux objectifs avec ce bras : premièrement, l'équipe considère son bras biorobotique comme une plate-forme permettant à d'autres scientifiques sur place de tester de nouvelles idées en matière de technologie d'exosquelette d'assistance. Grâce à leurs simulations informatiques biomécaniques, les développeurs peuvent rapidement confirmer le fonctionnement de leurs muscles artificiels mous, évitant ainsi des tests cliniques longs et coûteux sur de vrais patients - ce qui n'est même pas légalement possible dans certains pays.

De plus, le bras sert de banc d'essai pour les muscles artificiels pour lesquels le département des matériaux robotiques du MPI-IS est connu dans la communauté scientifique. Au fil des années, ces soi-disant Hasels ont été affinés et améliorés. L'équipe estime que les noisettes deviendront un jour les éléments constitutifs d'un appareil d'assistance portable que les patients souffrant de tremblements pourront porter confortablement pour mieux faire face aux tâches quotidiennes comme tenir une tasse.

"Nous voyons un grand potentiel pour que nos muscles deviennent les éléments constitutifs d'un vêtement que l'on peut porter très discrètement, de sorte que les autres ne se rendent même pas compte que la personne souffre de tremblements", explique Alona Shagan Shomron, chercheuse postdoctorale au département des matériaux robotiques du MPI-IS et premier auteur d'un article de recherche publié dans la revue Device. "Nous avons montré que nos muscles artificiels basés sur la technologie Hasel sont suffisamment rapides et forts pour traiter un large éventail de tremblements du poignet. Cela montre le grand potentiel d'une aide portable basée sur Hasel pour les personnes vivant avec des tremblements", ajoute Shagan.

"Grâce à la combinaison d'un patient mécanique et d'un modèle biomécanique, nous pouvons mesurer si tous les muscles artificiels testés sont suffisamment performants pour supprimer tous les tremblements, même les plus forts. Ainsi, si jamais nous créons un appareil portable, nous pourrons le personnaliser afin de répondre individuellement à chaque tremblement", ajoute Daniel Häufle. Il est professeur à l'Institut Hertie pour la recherche clinique sur le cerveau de l'Université de Tübingen. Entre autres choses, il a créé la simulation informatique et collecté des données sur les tremblements des patients.

Le patient mécanique nous permet de tester le potentiel de nouvelles technologies très tôt dans leur développement, sans avoir besoin de tests cliniques coûteux et longs sur des patients réels. De nombreuses bonnes idées ne sont souvent pas mises en œuvre parce que les essais cliniques sont coûteux, longs et difficiles à financer dès les tout premiers stades du développement technologique. Notre patient mécanique est la solution qui nous permet de tester le potentiel très tôt dans le développement. "

Syn Schmitt, professeur de biophysique computationnelle et de biorobotique, Université de Stuttgart

"La robotique a un grand potentiel pour les applications dans le domaine de la santé. Ce projet réussi montre le rôle clé joué par les matériaux flexibles et déformables basés sur des systèmes robotiques souples", conclut Christoph Keplinger, directeur du département des matériaux robotiques chez MPI-IS.

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