Des muscles à habiller

Des chercheurs de l'ETH Zurich ont mis au point un exomuscle portable en tissu, une sorte de couche musculaire supplémentaire. Ce dispositif devrait permettre aux personnes souffrant d'une mobilité réduite de gagner en force et en endurance au niveau du haut du corps.

"Je suis de plus en plus faible dans les bras", explique Michael Hagmann, qui a été diagnostiqué en 2016 avec la myopathie de Bethlem, une maladie musculaire rare. Pour compenser le manque de force musculaire dans les bras, Hagmann fait des mouvements d'évitement au quotidien, qui entraînent à leur tour une mauvaise posture et des tensions. Marie Georgarakis, ancienne doctorante au Sensory-Motor Systems Lab de l'ETH Zurich, connaît le problème. "Il existe certes aujourd'hui de nombreux appareils thérapeutiques de qualité dans les cliniques. Mais ils sont souvent très chers et volumineux. En revanche, il existe moins d'aides techniques qui soutiennent les patients directement dans leur vie quotidienne et avec lesquelles ils peuvent également s'entraîner à la maison. Nous voulons combler cette lacune", explique Georgarakis.

Autant de force que nécessaire

De cette idée est né le Myoshirt, un exomuscle souple et portable pour le haut du corps. Il se compose d'une sorte de gilet avec des manchons pour le haut des bras et d'une petite boîte qui contient toute la technologie qui n'est pas directement utilisée sur le corps. Voici comment cela fonctionne : un algorithme intelligent utilise des capteurs dans le tissu pour détecter le type de mouvement que le porteur veut effectuer et la force nécessaire pour le faire. Un moteur raccourcit alors un câble parallèle aux muscles dans le tissu - une sorte de tendon artificiel - et soutient ainsi le mouvement. L'assistance est toujours en phase avec le mouvement effectué par l'utilisateur et peut être adaptée aux préférences individuelles. L'utilisateur a toujours le contrôle et peut à tout moment modifier l'appareil.

Plus d'endurance grâce à l'exomuscle

Les chercheurs ont testé pour la première fois ce premier prototype dans le cadre d'une étude portant sur 12 sujets - dix personnes en bonne santé, une personne souffrant d'une faiblesse musculaire (Michael Hagmann) et une personne souffrant d'une lésion de la moelle épinière. Les résultats sont prometteurs : tous les participants ont pu soulever leurs bras et/ou des objets beaucoup plus longtemps grâce à l'exomuscle. Le temps d'endurance a augmenté d'environ un tiers chez les participants en bonne santé, de 60% chez le participant souffrant d'une faiblesse musculaire et de trois fois plus chez le participant souffrant d'une lésion de la moelle épinière. Les muscles ont été moins sollicités et la grande majorité des participants ont trouvé l'utilisation de l'appareil intuitive.

Tester et améliorer avec les personnes concernées  

La route vers un produit commercialisable est toutefois longue : "Dans une prochaine étape, nous souhaitons tester notre prototype en dehors du laboratoire, dans l'environnement naturel des futurs porteurs, et améliorer encore l'appareil grâce aux résultats obtenus", explique Michele Xiloyannis, qui travaille également au Sensory-Motors Systems Lab de l'ETH Zurich et effectue des recherches sur le Myoshirt. Pour que l'appareil puisse un jour être porté de manière invisible et confortable sous les vêtements, il doit devenir encore plus petit et plus léger - aujourd'hui, le boîtier d'entraînement et de commande pèse encore quatre kilos. Afin d'obtenir un produit réduit au maximum, les chercheurs veulent continuer à se concentrer sur une fonction clé - l'assistance de l'épaule pour soulever les bras. Ils travaillent également en étroite collaboration avec la spin-off de l'ETH MyoSwiss AG, qui fabrique et commercialise un exosquelette souple - une sorte de combinaison robotisée pour soutenir les jambes. "J'aime particulièrement le fait que les chercheurs développent leurs idées en collaboration avec les utilisateurs potentiels et de manière itérative", déclare Michael Hagmann, qui a déjà testé et ainsi aidé à développer différents moyens techniques de l'ETH, du prototype au produit fini. Car pour lui, c'est clair : il veut rester actif à l'avenir et le soutien technique vient à point nommé.

Source : Wearable muscles | ETH Zurich (01.09.2022)