De nombreux articles sont parus sur des personnes paralysées qui ont pu recourir grâce à un exosquelette. Ce type d’appareillage existe aussi pour les extrémités supérieures. À Esslingen, un gant robot a été développé pour les applications les plus diverses.
À en juger par la patte atrophiée du protée anguillard ou du gecko, les nageoires des cétacés, la main des primates, les membres supérieurs des vertébrés ont suivi une évolution si parfaite qu’ils ont pu trouver des solutions adaptées aux tâches les plus diverses. Des spécialistes de la société Festo implantée à Esslingen, dans le sud de l’Allemagne, ont montré quels étaient les développements techniques pour la main de l’Homme. Leur système, l’Exo-Hand, s’ouvre non seulement à la production industrielle, mais offre également des perspectives intéressantes pour la médecine.
Il s’enfile comme un gant sur lequel se trouvent des structures mobiles sophistiquées qui offrent une liberté de mouvement comparable à celle de nos doigts. Ses applications possibles sont de trois ordres.
- L’Exo-Hand permet de faire bouger les doigts d’un patient. Il pourra servir dans des applications de rééducation, par exemple, pour des patients ayant subi une attaque cérébrale, ou servir de main artificielle en tant que prothèse.
- Le gant pourra également servir à renforcer les doigts. Un opérateur pourra ainsi prendre en charge des opérations de fabrication industrielle pour lesquelles ses muscles ne sont pas assez puissants.
- Le gant peut également reproduire les mouvements de la main qui le porte, et les transmettre en temps réel et avec la même précision aux mains d’un robot. Des opérations dangereuses pourront ainsi être réalisées à distance, par exemple.
Les cinq doigts sont actionnés par huit servocommandes pneumatiques qui contrôlent les mouvements avec une précision. La main reste en même temps suffisamment souple pour ne pas blesser ceux qui se trouvent directement dans son champ.
L’Exo-Hand peut être utilisé en rééducation comme orthèse de main pour des patients ayant subi un AVC et présentant des symptômes de paralysie. Près de 150 000 nouveaux cas d’AVC son recensés tous les ans en Allemagne. Beaucoup d’entre eux devront réapprendre à faire bouger leur main. Avec une orthèse de main passive, les doigts de la main paralysée se soulèvent simplement avec un ressort. L’Exo-Hand fonctionne avec une boucle de réponse fermée couplée à une interface neuronale directe (BCI). Un signal est mesuré au niveau de la tête par un électroencéphalogramme et interprété comme étant la volonté du patient d’ouvrir ou de fermer la main. L’orthèse active exécute le mouvement. Les nerfs communiquent à leur tour le changement au cerveau. Il se crée alors un effet d’apprentissage qui permet progressivement au patient de rebouger la main sans aide technique.
Pour les deux scénarios industriels, le gain de force et la manipulation à distance, il est intéressant que toutes les articulations et leurs dispositifs d’entraînement se trouvent hors du champ de la main. Pour commander un mouvement, la structure mobile s’enfile comme une main artificielle en silicone. L’équipement est identique d’un côté sur une interface de commande et de l’autre sur la main du robot qui exécute le mouvement. Cette technique est la seule capable de combiner l’intelligence humaine avec les capacités d’un robot. Grâce au système de retour en force, l’opérateur peut faire à distance exactement ce qu’exécute la main qu’il pilote. Non seulement il le voit et il l’entend, mais il le sent également grâce au toucher.
Pour des opérations de montage pures impliquant de nombreuses tâches répétitives, l’Exo-Hand aide les opérateurs, de par la force supplémentaire qu’il procure, même à une époque où la population globale vieillit, à travailler plus longtemps et leur évite des séquelles corporelles à long terme.
L’Exo-Hand est également intéressant pour les robots de service. Dans ce domaine, de nouveaux concepts de matériaux, de capteurs et de dispositifs d’entraînement pourraient révolutionner le marché. Pour le concept que nous avons présenté, les développeurs ont utilisé des composants qui sont déjà produits en grandes quantités.
Informations complémentaires Développeurs de l’Exo-Hand : www.festo.com/de/exohand
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