Un gant robotique souple pourrait mettre la vie quotidienne à portée de main des patients

Les ingénieurs de Harvard ont développé un gant robotique souple qui permet aux personnes à mobilité réduite de saisir et de ramasser des objets. L'appareil pourrait aider les quelque 6,8 millions de personnes aux États-Unis qui ont des problèmes de mobilité de la main, que ce soit à cause d'une maladie dégénérative, d'un accident vasculaire cérébral ou de la vieillesse.

Ce gant robotique est plus doux et plus léger que la technologie d'assistance disponible pour les mains.

Jusqu'à présent, neuf patients atteints de SLA, de dystrophie musculaire, de lésions incomplètes de la moelle épinière ou de complications d'un accident vasculaire cérébral ont testé le gant.

L'objectif est de restaurer l'indépendance des personnes qui ont perdu la capacité de saisir, explique Conor Walsh, professeur au Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering de Harvard. Le projet était dirigé par Panagiotis Polygerinos, un chercheur en développement technologique du laboratoire de Walsh. Walsh pense que d'ici trois ans, le gant pourra être utilisé dans l'environnement médical.

Pour les difficultés de mobilité de la main, les robots existants avec des exosquelettes durs peuvent agir comme des dispositifs d'assistance et guider les patients à travers des exercices de rééducation. Mais un gant robotique souple s'aligne de manière plus flexible sur les articulations d'un patient, joue bien avec les tissus mous comme la peau humaine et, comme il est beaucoup plus léger, pourrait éventuellement être ramené à la maison au lieu d'être limité à une utilisation en clinique.

Le gant pourrait donner aux patients la dextérité dont ils ont besoin pour effectuer les activités essentielles de la vie quotidienne, explique Steve Kelly, président et directeur de l'exploitation de Myomo, un développeur d'appareils robotiques d'assistance pour le bras et la main, qui n'a pas participé au projet.

Le gant est programmé mécaniquement pour exécuter une seule tâche, réalisée avec un mouvement de flexion des doigts et un mouvement de flexion et de torsion du pouce. Les doigts sont essentiellement des ballons en silicone - des choses roses et caoutchouteuses - avec des fibres jaunes entrecroisées à l'intérieur. Lorsque de l'eau sous pression est pompée dans le gant à partir d'un sac de taille attaché, les fibres empêchent le ballon de se dilater, de sorte que leur disposition programme le doigt pour qu'il se plie d'une manière particulière. Par exemple, il y a moins de fibres au niveau des phalanges, ce qui induit le doigt à s'y plier.

Le gant aide une patiente atteinte de dystrophie musculaire à ramasser des objets qu'elle avait du mal à ramasser auparavant.

Polygerinos m'a laissé l'essayer. L'extérieur du gant est fait d'un tissu doux semblable au néoprène, les doigts recouverts d'une série d'anneaux caoutchouteux transparents en forme de ver pour une meilleure adhérence. J'ai glissé ma main gauche dans le gant et il a actionné les interrupteurs. Le moteur bourdonnait comme une ponceuse à bande, et sans aucune aide de ma part, mes doigts et mon pouce se sont enroulés ensemble dans un mouvement de préhension. C'était comme si la main de quelqu'un d'autre était sous la mienne - quelqu'un de plus fort, bougeant mes doigts pour moi. Le gant est personnalisé pour s'adapter à la main d'un patient afin que les articulations s'alignent correctement, et ce gant était un peu trop grand pour moi, mais il était quand même confortable.

C'est vraiment simple, parce que tout ce que vous faites est de le pressuriser et vous obtenez ce joli mouvement complexe, dit Walsh. L'inconvénient est que c'est ce mouvement tout le temps.

Bien qu'il s'agisse d'une limitation, la préhension est extrêmement importante et de nombreux patients ont besoin d'aide pour cela, déclare le professeur du MIT Neville Hogan, qui crée des robots pour réhabiliter les patients victimes d'un AVC. La plupart des troubles neurologiques provoquent une faiblesse musculaire, ce qui entraîne une diminution de la force de préhension, dit-il. Cependant, les muscles de la main des patients victimes d'un AVC sont souvent contractés par défaut, alors Hogan dit qu'ils ont souvent le plus de mal à ouvrir leurs mains. L'équipe affirme que le gant n'a actuellement pas assez de force pour ouvrir la main si les muscles sont contractés, mais ils espèrent ajouter cette fonctionnalité à l'avenir.

Ils veulent également rendre l'appareil plus léger. Le gant pèse 10 onces et le sac banane contenant la batterie, les contrôleurs, les capteurs, la pompe et l'eau pèse environ sept livres (deux fois le poids d'un MacBook Pro 13 pouces).

Le gant est actionné soit en basculant un interrupteur, soit par commande vocale. L'étape suivante consiste à concevoir un gant qui peut bouger lorsqu'il détecte des signaux dans les muscles du bras du patient, afin que les patients puissent le contrôler de manière plus intuitive. Concevoir un tel système de contrôle est délicat. Même les patients atteints de la même maladie ont des variations individuelles, et les patients ont de bons et de mauvais jours. Vous pouvez donc aller un jour essayer vos électrodes, les signaux sont parfaits, vous pouvez faire fonctionner le gant. Vous partez deux jours plus tard, quelque chose ne va pas et vous n'obtenez plus les mêmes signaux, dit Polygerinos.

Kelly pense que le mécanisme de contrôle sera la clé. Celui qui a le meilleur contrôle aura la meilleure solution commerciale, dit-il. Il est probablement raisonnable dans un délai de cinq ans de pouvoir obtenir cela en tant que personne avec facultés affaiblies, estime-t-il.

Lorsqu'on lui demande s'il se souvient de la meilleure chose qu'un patient a dite en essayant le gant, Polygerinos a l'air pensif, puis son visage s'illumine. Oh mon Dieu, je peux encore pincer !

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