Le projet ESTA conception d’un exosquelette pour membre supérieur

Le projet ESTA conception d’un exosquelette pour membre supérieur

ESTA est un projet de recherche financé par l’ANR (Agence Nationale de la Recherche) dans le cadre du programme TecSan (Technologies de la Santé). Il a pour objectif de développer un système (une orthèse dynamique encore appelée exosquelette actif) pour assister les personnes ayant des déficiences motrices des membres supérieurs.

Ce produit est destiné aux personnes souffrant de déficiences au niveau de l’épaule et du coude mais ayant conservé une capacité musculaire minimale, au niveau de la main notamment. Dans cette troisième expérimentation, nous testons nos deux hypothèses H1 et H2 mais plus particulièrement l’hypothèse H1 avec l’utilisation de plusieurs méthodes d’analyse du besoin afin de traduire le plus précisément possible les attentes des utilisateurs en données utilisables (e.g. fonctions, critères, niveaux, dimensionnement, valeurs, etc.) par l’équipe de conception. Nous avons également intégré la dimension stylistique avec l’intervention d’un designer et utilisé une architecture modulaire de famille de produits pour répondre à l’adaptabilité du système aux diverses pathologies motrices. La stratégie d’extension du marché de niche dans le projet ESTA réside particulièrement dans les partenariats.

En effet, nos collaborateurs sont pour la plupart des experts en robotique mais de divers domaines de recherche : militaire, réalité virtuelle, rééducation. La stratégie d’extension du marché des exosquelettes vers d’autres secteurs d’application est envisagée sous forme de transfert de technologie après le projet. Chaque partenaire aura acquis des savoirs et savoir-faire lui permettant de réutiliser les connaissances au développement d’autres orthèses dynamiques pour d’autres usages (e.g. les bras à retour d’efforts en réalité virtuelle, les aides à la manutention manuelle pour le port de charges lourdes, les aides à la mobilisation des personnes dans les hôpitaux ou les institutions, les Étant donné les utilisations auxquelles le projet est destiné, les technologies courantes comme les vérins hydrauliques, électriques ou pneumatiques ne répondent pas aux besoins exprimés.

En ce qui concerne l’orthèse, nous recherchons avant tout un système qui soit relativement léger, peu encombrant, facile à installer sur le membre supérieur, mais surtout que les mouvements réalisés soient fluides et les amplitudes précises afin d’éviter de blesser l’utilisateur. On peut observer dans les modèles existants des problèmes d’encombrement résultant des technologies choisies. Quelques procédés nécessitent que l’utilisateur passe le bras à l’intérieur du système ce qui peut effrayer celui-ci et être source de danger (en cas de problème, la PSH ne peut pas se retirer instantanément de l’orthèse).

De manière générale, les orthèses ont pour but de rééduquer les PSH et d’entretenir les muscles, c’est-à-dire un objectif plutôt médical. Nous pouvons remarquer également un élargissement du domaine d’applications de l’orthèse : nucléaire, militaire, aide aux soins, aide à la manutention, loisirs, etc. L’exosquelette peut être configuré aussi en tant que bras maître dans le cadre de télé-opérations (pour des manipulations à risque, entre autre), ou d’interfaces haptiques. Ensuite, nous avons complété avec des observations filmées d’utilisateurs pour comprendre comment les PSH compensent (données non verbales).

Cette phase illustre l’activité des personnes de façon visuelle et permet aux membres de l’équipe d’avoir une représentation visuelle d’une situation de handicap. Nous avons également simulé partiellement l’impact des facteurs environnementaux sur les mouvements et les gestes des membres supérieurs en filmant une personne valide en fauteuil roulant électrique dans différentes situations écologiques (e.g. retirer de l’argent à un distributeur). Cette partie d’analyse de l’activité est relativement importante pour prendre en compte les contraintes et les stratégies mises en place en situation réelle. Enfin, nous avons analysé les mouvements et les gestes des membres supérieurs d’une personne valide pour déterminer les amplitudes et degrés de liberté à restaurer a minima pour réaliser des habitudes de vie considérées comme indispensables (e.g. manger) par les personnes interrogées dans la première partie.

Entretiens semi-directifs avec la population cible

Les entretiens avec des experts ont permis d’avoir un point de vue global sur ce qu’est une situation de handicap. Les experts peuvent intervenir dans l’adaptation/paramétrage, l’installation/désinstallation d’une aide technique. Ils peuvent donc utiliser de façon indirecte le système et connaissent les critères de non utilisation qui font qu’une aide technique sera rejetée. De plus, ils ont une connaissance de l’impact des différentes pathologies et de leur évolution. L’installation du système est une fonction très importante pour les utilisateurs.

En effet, il faut faciliter la tâche de l’auxiliaire de vie ou de la famille qui pourra installer le système. Il faut également respecter les mouvements des utilisateurs que ce soit des mouvements du tronc ou des mouvements du corps, entraînés par des mouvements du fauteuil. En effet, les utilisateurs changent de positions (déplacements du tronc droite/gauche) pour décharger des points d’appuis par exemple, il est donc important pour leur confort que le système ne les fige pas dans leur fauteuil roulant.