Des progrès passionnants en matière d'exosquelette pour les personnes à mobilité réduite

L'introduction de technologies de pointe a permis d'améliorer rapidement les solutions techniques et de santé. L'une des améliorations notables réside dans le développement de différents types d'exosquelettes pour restaurer la fonction et la mobilité des personnes atteintes de troubles neurologiques tels que les lésions de la moelle épinière et les accidents vasculaires cérébraux.Les thèses centrales :

• Des exosquelettes plus petits et plus légers contribuent à un mouvement efficace et à une meilleure stabilité.
• Les exosquelettes contrôlés par l'intelligence artificielle conduiront à une meilleure qualité de mouvement et permettront à l'utilisateur d'effectuer autant de mouvements que possible.
• Les exosquelettes dotés de capacités de récupération d'énergie permettent à l'utilisateur de se mobiliser aussi longtemps qu'il le souhaite.

Malgré les progrès réalisés dans ce domaine, il y a toujours une marge d'amélioration. Dans ce contexte, plusieurs équipes à travers le monde travaillent à la mise au point d'exosquelettes plus petits et plus légers, utilisant l'intelligence artificielle et s'alimentant eux-mêmes en électricité.

Les restrictions de mobilité peuvent être incroyablement frustrantes et débilitantes pour les personnes atteintes de certaines maladies neurologiques. L'utilisation d'exosquelettes permet de bouger davantage et d'être plus indépendant. Continuez à lire pour en savoir plus sur les dernières avancées de la technologie des exosquelettes.

Des exosquelettes robotiques durs aux plus souples

La génération actuelle d'exosquelettes est principalement composée de matériaux matériels et de structures rigides. Alors que l'exosquelette dur est applicable dans les environnements industriels et que la structure rigide est nécessaire pour maintenir son intégrité structurelle, il présente également plusieurs défis. Par exemple, les exosquelettes deviennent énormes et très lourds, ce qui les rend difficiles à utiliser efficacement pour les patients souffrant de troubles neurologiques. En outre, l'exosquelette actuel présente des différences biomécaniques par rapport à l'anatomie humaine normale. Cela entraîne souvent des problèmes d'ergonomie (par exemple, une mauvaise posture), ce qui peut exposer un patient à un risque plus élevé de développer des problèmes médicaux liés à la paralysie des membres (par exemple, des douleurs dans le bas du dos).

Le laboratoire Biodesign de Harvard, en collaboration avec ses collaborateurs internationaux, a tenté de remédier à ces limitations en développant une nouvelle génération d'exosquelettes robotiques souples. Cet exosquelette de nouvelle génération est composé d'une articulation à commande électrique fixée à une manchette de soutien souple attachée au membre par des bandes de nylon. Il dispose également d'un système intégré de capteurs numériques et de caméras haute résolution qui suivent la trajectoire, l'efficacité et la vitesse du mouvement du membre. Ce système permet aux médecins de collecter des données qui peuvent servir à surveiller les progrès du patient pendant la rééducation physique.

Parmi les autres avantages des exosquelettes de robots mous, on peut citer

• Léger
• Taille plus petite
• Transmission efficace des mouvements
• Un soutien mécanique efficace
• Amélioration de la stabilité dans les tâches fonctionnelles

L'exosquelette robotique souple est actuellement soumis à des tests rigoureux et à de nouveaux développements et devrait être opérationnel dans un environnement de rééducation en 2023.

Exosquelettes pour la production d'énergie

Les modèles actuels d'exosquelettes actifs sont alimentés par l'électricité ou par une batterie. Bien que les exosquelettes électriques aient une longue autonomie, leur principale limitation est qu'ils ne peuvent être utilisés que dans des espaces restreints, car ils sont reliés à une source d'alimentation par des câbles. Les exosquelettes à piles offrent aux utilisateurs la liberté de se déplacer où ils le souhaitent, mais ils ont une durée de vie relativement courte des piles.

Yunde Shi et ses collègues de la Southeast University en Chine s'attaquent à ces limitations en développant un exosquelette robotique léger et souple doté de capacités de récupération d'énergie. L'appareil se compose d'un support de hanche (sur lequel sont fixés le convertisseur d'énergie, les batteries et le contrôleur), d'un exosquelette pour les membres inférieurs et de câbles de transmission reliant les deux parties.L'exosquelette récupère de l'énergie en convertissant l'énergie cinétique générée par le mouvement de ses articulations en énergie électrique qui le propulse en continu tant que l'utilisateur est en mouvement. Cela permet à l'utilisateur de se mobiliser partout où il le souhaite pendant une période prolongée. Les résultats préliminaires montrent que l'utilisation de cet exosquelette génère 3,2 watts de puissance électrique et réduit l'activation des muscles de la cuisse d'environ 10 %. Dans l'ensemble, ils augmentent l'efficacité et contribuent à la durabilité à long terme.

Exosquelette de l'intelligence artificielle

Un autre domaine sur lequel les développeurs se concentrent actuellement est l'amélioration de la qualité et l'augmentation du nombre de mouvements que l'utilisateur peut effectuer de manière naturelle à l'aide d'un exosquelette. Les modèles actuels d'exosquelettes à piles consistent en une montre télécommandée dans laquelle l'utilisateur sélectionne le type de mouvement qu'il souhaite effectuer (à partir d'une liste de mouvements préprogrammés) et la combinaison exécute le mouvement à sa place. Par exemple, si vous sélectionnez une position debout, la combinaison aide automatiquement l'utilisateur à se tenir debout. Ce modèle est limité, car l'utilisateur ne peut pas effectuer de mouvements qui ne sont pas préprogrammés dans l'appareil.

L'équipe d'AiBle s'efforce de remédier à ces limitations en Utilisation de systèmes d'intelligence artificielle pour le contrôle des exosquelettes pour résoudre les problèmes. Le projet introduit plusieurs capteurs innovants qui détectent l'intention de mouvement et envoient des données à une plate-forme basée sur le cloud afin d'améliorer l'entraînement d'algorithmes intelligents. Une fois l'entraînement réussi, l'exosquelette exécute les mouvements que l'utilisateur a l'intention de faire. En outre, l'exosquelette mesure le degré d'assistance au mouvement dont l'utilisateur a besoin à différents stades de la rééducation physique. Cette fonction facilite une rééducation progressive et échelonnée jusqu'à ce que le patient atteigne un niveau fonctionnel supérieur.

Les exosquelettes innovants résolvent de nombreux défis urgents auxquels les personnes handicapées sont souvent confrontées. L'époque où une personne paralysée était condamnée à un handicap à vie commence à appartenir au passé, et c'est passionnant. Les améliorations en cours devraient permettre d'améliorer encore le fonctionnement, la mobilité et la qualité de vie des patients.

Source : Des progrès passionnants en matière d'exosquelette pour les personnes ayant des problèmes de mobilité | Nouvelles de la santé (healthnews.com) (30/12/2022)