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Une jambe de remplacement robotisée se pavane
Un bas de jambe robotisé qui permet aux amputés de marcher plus confortablement et naturellement pourrait annoncer une évolution vers des prothèses motorisées plus sophistiquées.
La jambe est développée par Robert Gregg , professeur adjoint à l'Université du Texas à Dallas, et ses étudiants. Des capteurs et un logiciel contrôlent son mouvement, garantissant qu'il s'adapte rapidement à la démarche du porteur pour maintenir un bon équilibre à tout moment.
Les prothèses robotiques nécessitent généralement un contrôle actif tout au long du cycle de marche, ou pas. La jambe développée dans le laboratoire de Gregg utilise une approche plus passive. Son algorithme de contrôle détermine la position et le mouvement de la jambe à l'aide de capteurs, puis effectue un seul calcul pour déterminer quand la force doit être appliquée. Cela le rend efficace en termes de calcul et d'énergie, et permet également une démarche très naturelle, comme le montrent les tests effectués par des volontaires amputés :
Les commentaires des patients amputés avec lesquels nous avons travaillé ont été très positifs, dit Gregg. Ils avaient l'impression que la jambe prothétique semblait les suivre plutôt qu'eux ne suivaient la jambe. Ils peuvent démarrer ou s'arrêter, et la jambe répondra ; ils peuvent aller plus vite ou plus lentement, et la jambe y répondra naturellement.
Alors que le groupe de Gregg a créé le logiciel du prototype actuel, le matériel a été développé à l'Université Vanderbilt. Le groupe de Gregg développe actuellement son propre membre robotique, qui, selon lui, sera encore plus sensible au mouvement de la jambe supérieure du porteur. Il croit que la technologie pourrait être commercialisée d'ici quelques années.
Les algorithmes de contrôle de la jambe sont basés sur le travail effectué par Jessy Grizzle , professeur de robotique à l'Université du Michigan. Les mathématiques de Grizzle offrent un moyen plus efficace et gracieux d'effectuer une locomotion dynamique sur deux jambes. Lui et d'autres utilisent cette approche pour contrôler des robots marcheurs à deux pattes, qui nécessitent beaucoup moins de puissance que d'autres conceptions.
Des progrès significatifs ont été réalisés vers la locomotion des robots à pattes ces dernières années. Certains robots, tels que ceux développés par la société appartenant à Google Dynamique de Boston , sont capables de se déplacer de manière dynamique, ce qui signifie qu'ils peuvent rester en équilibre tout en trottant ou en courant même sur un terrain accidenté et inégal (voir Les robots qui courent comme ça ).
Pour éviter de tomber, cependant, la plupart des robots bipèdes utilisent encore souvent un principe qui nécessite un contrôle précis de chaque mouvement et reposent sur un pied planté au sol. Cela ne fonctionnera pas avec une prothèse, car ce n'est pas ainsi que les gens marchent, dit Grizzle.
La locomotion à pattes est un objectif important de la robotique car elle permettra aux machines de couvrir des terrains accidentés ou dangereux et d'entrer dans des bâtiments conçus pour les humains. Mais c'est toujours difficile à faire dans le monde réel, comme le montrent de nombreux robots participant à un concours organisé par la DARPA à Pomona, en Californie, en juin (voir An Obstacle Course May Benefit Robot-Kind). Les robots ont accompli des exploits remarquables d'agilité et de dextérité, mais ont également subi un certain nombre de chutes embarrassantes .
Aussi naturel que puisse paraître le membre prothétique de l'UT Dallas, il ne peut pas encore se déplacer entre différents types d'action - par exemple, passer de la marche à la montée d'un escalier - sans une sorte de contrôle externe. Gregg pense qu'il est possible de déclencher un changement sans contrôleur externe, en utilisant le mouvement du porteur. Je travaille sur une nouvelle idée pour ça, dit-il.