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Un bout de doigt bionique redonne le sens du toucher aux amputés - Par : Darine Ameyed,

Un bout de doigt bionique redonne le sens du toucher aux amputés


Darine Ameyed
Darine Ameyed est postdoctorante au Département de génie de la production automatisée à l’ÉTS. Ses intérêts de recherche portent sur l’informatique ubiquitaire et omniprésente, l’intelligence artificielle et l’interaction homme-machine.

Le domaine des prothèses continue de progresser et le rêve d’une prothèse bionique sensible n’est plus seulement du ressort de la science-fiction.

Les scientifiques de l’École polytechnique fédérale de Lausanne en Suisse et l’institut de recherche Scuola Superiore Sant’Anna (SSSA) en Italie ont travaillé sur l’avancement de membres bioniques pour donner à leurs porteurs le sens du toucher. Ce doigt artificiel fournit à l’utilisateur une rétroaction tactile en temps réel.

 

doigt bionique1

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Le dispositif interface directement avec les nerfs de son utilisateur, via une opération chirurgicale reliant le bout de doigt bionique à des électrodes implantées au-dessus de moignon de la personne amputée. Cette installation invasive a été testée par Dennis Aabo Sørensen qui a perdu sa main gauche il y a neuf ans en manipulant des feux d’artifice. Sørensen avait déjà travaillé avec l’équipe sur le développement de la prothèse bionique en testant avec succès les premiers prototypes en 2013 et 2014 pour mesurer la tension, la forme et la consistance des objets touchés.

Dans sa nouvelle version de prototype mise au point, le bout de doigt permet non seulement de détecter la pression, la température, la consistance et la forme des objets, mais également de faire la différence entre des textures d’interface et de reconnaître au toucher s’il s’agit d’une structure rugueuse ou lisse.

doigt bionique3

Le sentiment de toucher d’un objet étant une série d’impulsions électriques, les chercheurs ont essayé d’imiter le système nerveux. Le doigt bionique développé est doté de capteurs électromécaniques qui se déforment au toucher en fonction de la topographie de la surface. Ces capteurs envoient un signal électrique à un ordinateur qui le convertit en une séquence de commandes de rétroaction. Il utilise pour cela des électrodes insérées chirurgicalement dans le bras supérieur pour stimuler des nerfs.

En comparant les résultats avec des EEG (électroencéphalogrammes) de sujets d’essais non-amputés, les chercheurs ont découvert que la personne amputée était en mesure d’interpréter ce type de surface avec une précision de 96 %.

Un toucher réaliste

Dans une procédure peu invasive, l’équipe a également testé le doigt bionique sur quatre personnes non-amputées n’utilisant qu’une seule électrode insérée dans le bras comme une aiguille d’acupuncture. Les sujets non-amputés étaient capables de distinguer les textures 77 % du temps. Ces tests devraient aider à accélérer le développement de prothèses sensorielles réalistes qui pourraient être testées sans la nécessité d’une intervention chirurgicale.

En comparant l’EEG des non-amputés quand ils sentaient la texture avec leur doigt réel et avec la version bionique, l’équipe a démontré que les ondes cérébrales étaient similaires dans les deux expériences.

Le projet permettrait éventuellement de combiner les capteurs du bout des doigts à une prothèse complète pour offrir un bras bionique capable de saisir et sentir les objets.

L’avancée de cette étude associant les sciences fondamentales et l’ingénierie appliquée aura des retombées directes sur la robotique sensorielle et pourra résulter sur d’autres applications pour la chirurgie, le sauvetage et la fabrication.

 

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Communiqué de presse

Publication : eLife, http://elifesciences.org/content/5/e09148v2

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Les images et schéma proviennent du kit de presse, source.

Image d’en-tête : Copyright_HillarySanctuaryEPFL

Photo 1 : Copyright_HillarySanctuaryEPFL

Photo 2 : Copyright_AlainHerzogEPFL

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Darine Ameyed

Profil de l'auteur(e)

Darine Ameyed est postdoctorante au Département de génie de la production automatisée à l’ÉTS. Ses intérêts de recherche portent sur l’informatique ubiquitaire et omniprésente, l’intelligence artificielle et l’interaction homme-machine.

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