L'EPFL développe un troisième bras robotique pour assister aux tâches quotidiennes

La respiration peut servir à actionner un bras robotique additionnel chez des personnes en bonne santé, montrent des scientifiques de l'EPFL. Ce dernier pourrait aussi servir à des personnes handicapées, ou intervenir dans des protocoles de rééducation après une attaque cérébrale.

Par ailleurs, ce dispositif fonctionne sans interférer avec le contrôle d'autres parties du corps, est-il précisé dans la revue Science Robotics.

"Nos travaux ouvrent des possibilités nouvelles et passionnantes en montrant que l'on peut vraiment contrôler des bras supplémentaires (...) tout en contrôlant simultanément nos deux bras naturels", explique Silvestro Micera, professeur à l'Ecole polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL).

Une aide aux tâches quotidiennes

L'étude fait partie du "Third-Arm Project", qui veut fournir à des personnes un bras robotique pour les assister dans les tâches de la vie quotidienne, pour aider des personnes avec un handicap, ou pour apporter une aide dans des opérations de sauvetage.

"Notre but principal est de comprendre le système nerveux", poursuit le chercheur, cité mercredi dans un communiqué de l'EPFL. "Si vous posez un défi au cerveau en lui demandant d'effectuer des tâches entièrement nouvelles, vous pouvez voir s'il en a la capacité et s'il est possible de faciliter l'apprentissage".

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Contrôler trois bras

Les scientifiques ont d'abord construit un environnement virtuel et testé la capacité d'un utilisateur valide à contrôler un bras virtuel avec son diaphragme. L'équipe a découvert que le contrôle du diaphragme n'interfère pas avec des actions comme le contrôle des bras physiologiques, la parole ou le regard.

Dans cette expérience, l'utilisateur est équipé d'une ceinture qui mesure les mouvements du diaphragme. Coiffé d'un casque de réalité virtuelle, il voit trois membres: le bras droit et sa main, le bras gauche et sa main, et un troisième bras situé entre les deux, terminé par une main symétrique à six doigts.

"Nous avons dessiné une main symétrique pour éviter un biais en faveur de la main gauche ou droite", explique Giulia Dominijanni, doctorante à l'institut Neuro-X de l'EPFL.

Actionné par la respiration

Les mouvements du diaphragme détectés par la ceinture sont utilisés pour contrôler le membre virtuel et symétrique du milieu. Le système a été testé sur 61 personnes lors de plus de 150 séances. Les utilisateurs ont appris très rapidement à contrôler le membre supplémentaire.

Les scientifiques ont également testé avec succès le contrôle d'un véritable bras robotique, en l'occurrence une version simplifiée, consistant en une baguette qui peut être étendue et repliée.

Corps augmenté

Ces stratégies de contrôle alternatives pourraient un jour contribuer au développement de protocoles de rééducation pour des patients affectés par des problèmes moteurs, selon les auteurs.

Dans le cadre du Third Arm Project, les études précédentes avaient pour objectif d'aider les personnes amputées. Cette nouvelle recherche s'éloigne des problématiques de réparation du corps pour se diriger vers celle de l'augmentation, note l'EPFL.

"Dans une prochaine étape, nous explorerons l'utilisation de dispositifs robotiques plus complexes, en exploitant nos diverses stratégies de contrôle. Il s'agira d'effectuer de vraies tâches, en laboratoire et au-dehors", conclut Silvestro Micera.

ats/doe