L’IA apporta un nouveau potentiel pour les prothèses avec une main imprimée en 3D

Un nouveau système de main prothétique imprimée en 3D associée à l’IA a été développé par le laboratoire de systèmes biologiques de l’Université de Hiroshima au Japon. Cette nouvelle technologie peut changer de manière spectaculaire la façon dont les prothèses fonctionnent. C’est un autre pas dans la direction de la combinaison du corps humain physique avec l’intelligence artificielle, quelque chose que nous sommes définitivement en train de réaliser.

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 aux intentions de mouvement que nous ayons vue. Avant le modèle actuel, ils étaient généralement fabriqués en métal, ce qui les rendait plus lourds et plus chers. Le fonctionnement de cette nouvelle technologie repose sur un réseau de neurones formé pour reconnaître certains signaux combinés, que les ingénieurs travaillant sur le projet ont appelés « synergies musculaires ».

La main prothétique possède cinq doigts indépendants qui peuvent effectuer des mouvements complexes. Par rapport aux modèles précédents, ces doigts peuvent bouger plus librement et simultanément. Ces développements permettent à la main d’être utilisée pour des tâches telles que tenir des objets comme des bouteilles et des stylos. Lorsque l’utilisateur de la technologie souhaite déplacer la main ou les doigts d’une certaine manière, il lui suffit de l’imaginer. Le professeur Toshio Tsuji de l’École des ingénieurs de l’Université de Hiroshima a expliqué comment un utilisateur peut contrôler la main imprimée en 3D.

« Le patient pense simplement 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 allons combiner le corps humain et la machine comme un seul corps vivant ».

La main imprimée en 3D fonctionne lorsque des électrodes dans la prothèse mesurent les signaux électriques provenant des nerfs à travers la peau. Cela peut être comparé à la façon dont les ECG et les rythmes cardiaques fonctionnent. Les signaux mesurés sont ensuite transmis à un ordinateur en moins de cinq millisecondes, à ce stade, l’ordinateur reconnaît le mouvement souhaité. L’ordinateur envoie ensuite 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 Interface cybernétique. Il peut différencier les 5 doigts pour permettre des mouvements individuels. Le professeur Tsuji a également parlé de cet aspect de la nouvelle technologie.

« C’est l’une des caractéristiques distinctives de ce projet. La machine peut apprendre des mouvements simples de base, puis les combiner pour produire des mouvements complexes ».

La technologie a été testée sur sept personnes, dont l’une était un amputé portant une prothèse depuis 17 ans. Les patients ont effectué des tâches quotidiennes et ont obtenu un taux de précision de 95 % pour les mouvements simples et de 93 % pour les mouvements complexes. Les prothèses utilisées dans ce test spécifique n’ont été formées que pour 5 mouvements différents avec chaque doigt ; il pourrait y avoir beaucoup plus de mouvements complexes à l’avenir. Avec ces 5 mouvements formés, le patient amputé a pu ramasser et déposer des objets comme des bouteilles et des cahiers.

Il existe de nombreuses possibilités pour cette technologie. Elle pourrait réduire les coûts tout en fournissant des mains prothétiques extrêmement fonctionnelles aux patients amputés. Il existe encore des problèmes tels que la fatigue musculaire et la capacité du logiciel à reconnaître de nombreux mouvements complexes.

Ce travail a été réalisé par le laboratoire de systèmes biologiques de l’Université de Hiroshima, ainsi que par des patients du Centre de rééducation robotique de l’Institut d’assistance technologique de Hygo, à Kobe. La société Kinki Gishi a été responsable de la création de la douille utilisée sur le bras du patient amputé.