« Je souhaite acheter une cellule de charge à 6 degrés de liberté et j'ai été impressionné par les options à profil bas du Sunrise. »----un expert en recherche en réadaptation
Source de l'image : Laboratoire de neurobionique de l'Université du Michigan
Avec l'essor de l'intelligence artificielle, les chercheurs nord-américains et européens ont réalisé des progrès impressionnants en recherche et développement en réadaptation médicale. Parmi ces avancées, les prothèses artificiellement intelligentes (prothèses robotisées) ont suscité un vif intérêt. L'un des composants clés des prothèses IA est l'unité de contrôle de force. La prothèse traditionnelle maintient l'utilisateur de manière fixe, ce qui nécessite souvent la coopération des autres membres et parties du corps pour effectuer l'action. Non seulement la mobilité est limitée, mais les mouvements sont également incoordonnés. Les chutes et les complications secondaires sont fréquentes, ce qui accroît les difficultés et les défis pour les patients. Contrairement aux prothèses traditionnelles, les prothèses robotisées offrent aux utilisateurs un soutien actif plutôt que passif de l'équilibre, adapté aux conditions routières et aux mouvements, leur permettant ainsi d'agir plus librement et d'améliorer considérablement leur qualité de vie.
Source de l'image : Conception et mise en œuvre clinique d'une jambe bionique open source, Alejandro F. Azocar. Volume Nature Biomedical Engineering.
Selon les statistiques, on compte au moins 300 000 amputés aux États-Unis. En Chine, on compte 24,12 millions de personnes handicapées physiques, dont 2,26 millions sont amputées, et seulement 39,8 % d'entre elles sont équipées de prothèses. Les statistiques des deux dernières années montrent qu'en Chine, le nombre annuel moyen de nouvelles amputations est d'environ 200 000, dues à des accidents de la route, des accidents industriels, des accidents miniers et à des maladies. Le nombre d'amputations dues au diabète augmente rapidement. Les prothèses doivent également être remplacées avec l'âge. De plus, les patients souffrant de faiblesse musculaire, d'atrophie musculaire ou d'hémiplégie ont également besoin d'aides médicales telles que des exosquelettes pour se tenir debout ou se déplacer à nouveau. Par conséquent, des prothèses et des exosquelettes intelligents, plus efficaces et plus fiables, présentent une forte demande sur le marché et une importance sociale considérable.
Source de l'image : laboratoire de systèmes de contrôle locomoteur de l'UT Dallas
Pour contrôler la force des prothèses intelligentes, des capteurs de force à 6 degrés de liberté (DOF) sont nécessaires pour détecter les variations de l'état de la route en temps réel et contrôler précisément l'intensité de la force. La complexité des conditions routières, la variabilité des actions et les contraintes d'intégration imposent des exigences très élevées aux capteurs de force à 6 degrés de liberté. Ils doivent non seulement répondre aux exigences de portée de force et de moment, mais aussi être légers et fins. Après étude, les utilisateurs ont constaté que, sur le marché, seuls les capteurs de force ultra-fins à 6 degrés de liberté de la série SRI M35 pouvaient répondre à toutes ces exigences.
La série M35 comprend 18 modèles, tous d'une épaisseur inférieure à 1 cm, le plus petit ne mesurant que 7,5 mm. Leur poids est inférieur à 0,26 kg, le plus léger ne dépassant pas 0,01 kg. La non-linéarité et l'hystérésis sont de 1 %, la diaphonie inférieure à 3 % et la technologie de jauge de contrainte en acier sur feuille métallique est utilisée. Les excellentes performances de ces capteurs fins, légers et compacts sont le fruit des 30 années d'expérience de SRI en conception, issues du mannequin de sécurité automobile et d'autres domaines. Ces technologies sont aujourd'hui utilisées dans la recherche et le développement de prothèses intelligentes pour assurer la sécurité d'un plus grand nombre de personnes.
Source de l'image : Laboratoire de neurobionique de l'Université du Michigan, laboratoire des systèmes de contrôle locomoteur
De plus, le prix des capteurs SRI est très compétitif par rapport à celui des autres grands fabricants de capteurs de force. Grâce à sa robustesse technique et à son prix abordable, la marque discrète SRI s'est fait connaître par le bouche-à-oreille et est très appréciée des meilleurs laboratoires de recherche en réadaptation médicale et de l'industrie des prothèses robotisées. Au cours des sept dernières années, des chercheurs et ingénieurs en bionique et biomécanique des États-Unis, de Chine, du Canada, du Japon, d'Italie, d'Espagne et d'autres pays ont utilisé les capteurs ultra-fins SRI pour des recherches innovantes, publié de nombreux articles scientifiques et réalisé des progrès remarquables.
Dans le prochain article, nous présenterons l'application de la série ultra-mince SRI M35 en rééducation médicale, ainsi que les derniers résultats de recherche sur les prothèses et exosquelettes intelligents, publiés dans Nature et les revues de conférence de l'IEEE. Restez connectés !
Référence:
1. Population de patients et autres estimations des prothèses et orthèses aux États-Unis, Maurice A. LeBlanc, MS, CP
2. Conception et mise en œuvre clinique d'une jambe bionique open source, Alejandro F. Azocar. Volume Nature Biomedical Engineering.
3. Conception et validation d'une orthèse genou-cheville motorisée à couple élevé et à forte capacité de rétroaction. Hanqi Zhu, Conférence internationale IEEE sur la robotique et l'automatisation (ICRA) 2017.