Interface cerveau-machine
L'IA apporte un nouveau potentiel pour les prothèses avec la main imprimée en 3D
Une nouvelle Prothèse de main imprimée en 3D associée à l'IA a été développé par Biological Systems Lab à l'Université d'Hiroshima au Japon. Cette nouvelle technologie peut changer radicalement le fonctionnement des prothèses. C'est un pas de plus vers la combinaison du corps humain physique et de l'intelligence artificielle, ce vers quoi nous nous dirigeons très certainement.
La main prothétique imprimée en 3D a été associée à une interface informatique pour créer le modèle le plus léger et le moins cher à ce jour. Cette version est la plus réactive à l'intention de mouvement que nous ayons vue. Avant le modèle actuel, ils étaient normalement fabriqués en métal, ce qui les rendait à la fois plus lourds et plus chers. Le fonctionnement de cette nouvelle technologie se fait par un réseau de neurones entraîné à reconnaître certains signaux combinés, ces signaux ont été nommés « synergies musculaires » par les ingénieurs travaillant sur le projet.
La main prothétique a cinq doigts indépendants qui peuvent effectuer des mouvements complexes. Par rapport aux modèles précédents, ces doigts sont capables de se déplacer davantage et tous en même temps. Ces développements permettent à la main d'être utilisée pour des tâches telles que la tenue d'objets tels que des bouteilles et des stylos. Chaque fois que l'utilisateur de la technologie veut bouger la main ou les doigts d'une certaine manière, il n'a qu'à l'imaginer. Le professeur Toshio Tsuji de la Graduate School of Engineering de l'Université d'Hiroshima a expliqué comment un utilisateur peut déplacer la main imprimée en 3D.
« Le patient ne pense qu'au mouvement de la main, puis le robot se déplace automatiquement. Le robot est comme une partie de son corps. Vous pouvez contrôler le robot comme vous le souhaitez. Nous combinerons le corps humain et la machine comme un seul corps vivant.
La main imprimée en 3D fonctionne lorsque les électrodes de la prothèse mesurent les signaux électriques provenant des nerfs à travers la peau. Cela peut être comparé au fonctionnement de l'ECG et de la fréquence cardiaque. Les signaux mesurés sont ensuite envoyés à un ordinateur dans les cinq millisecondes, moment auquel l'ordinateur reconnaît le mouvement souhaité. L'ordinateur renvoie alors le signal à la main.
Il existe un réseau de neurones qui aide l'ordinateur à apprendre les différents mouvements complexes, il a été nommé Cybernetic Interface. Il peut différencier les 5 doigts afin qu'il puisse y avoir des mouvements individuels. Le professeur Tsuji a également parlé de cet aspect de la nouvelle technologie.
« C'est l'une des particularités de ce projet. La machine peut apprendre des mouvements de base simples, puis les combiner et ensuite produire des mouvements compliqués. »
La technologie a été testée auprès de sept personnes, et l'une d'entre elles était une personne amputée portant une prothèse depuis 17 ans. Les patients effectuaient des tâches quotidiennes et avaient un taux de précision de 95 % pour un mouvement simple simple et un taux de 93 % pour les mouvements complexes. Les prothèses qui ont été utilisées dans ce test spécifique n'ont été entraînées que pour 5 mouvements différents avec chaque doigt ; il pourrait y avoir beaucoup plus de mouvements complexes à l'avenir. Avec seulement ces 5 mouvements entraînés, le patient amputé a pu ramasser et déposer des choses comme des bouteilles et des cahiers.
Il existe de nombreuses possibilités pour cette technologie. Cela pourrait réduire les coûts tout en fournissant des mains prothétiques extrêmement fonctionnelles aux patients amputés. Il existe encore des problèmes comme la fatigue musculaire et la capacité des logiciels à reconnaître de nombreux mouvements complexes.
Ce travail a été réalisé par le laboratoire d'ingénierie des systèmes biologiques de l'Université d'Hiroshima avec des patients du centre de réadaptation des robots de l'Institut Hygo de technologie d'assistance, à Kobe. La société Kinki Gishi était responsable de la création de l'emboîture qui était utilisée sur le bras du patient amputé.
