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Une prothèse de bras permet de contrôler chaque doigt individuellement

The arm has an ultrasound sensor, allowing it to watch the muscles as they move.
Credit: Georgia Tech

Jason Barnes a perdu son bras droit en 2012, et par conséquent sa capacité à jouer de la batterie et du piano. En 2014, Georgia Tech a créé un bras prothétique qui lui a permis de jouer de la batterie. Maintenant, en 2017, cela lui a donné les moyens de jouer à nouveau du piano.

Lorsque Jason Barnes a été électrocuté en 2012, les médecins ont été contraints d’amputer son bras à partir du coude. En tant que musicien, la perte de son bras droit l’a très certainement traumatisé et attristé bien au-delà de la simple réparation.

Deux ans plus tard, Gil Weinberg, un professeur du Georgia Tech College of Design, et son laboratoire ont développé une nouvelle prothèse bionique pour Barnes qui lui a permis de jouer d‘un de ses instruments préférés : la batterie. La prothèse bionique était équipée d’une paire de baguettes – une contrôlée par Barnes lui-même, tandis que l’autre bougeait de son propre chef et improvisait ses mouvements en fonction de la musique entendue à proximité.

Barnes jouait aussi du piano, mais la majorité des bras prothétiques disponibles sont encore incapables de fournir le niveau de dextérité requis pour jouer d’un instrument aussi complexe. Weinberg entreprit de créer un autre dispositif qui permettrait à Barnes de jouer à nouveau du piano, et il s’inspira du membre robotique de Luke Skywalker. Une source dont s’inspire également la DARPA.

Malgré l’amputation de son bras, Barnes avait encore les muscles nécessaires pour contrôler ses doigts. Le problème était que les capteurs d’électromyogramme (EMG) utilisés dans la plupart des prothèses étaient inexacts, ce qui signifiait que Weinberg et son équipe devaient trouver une autre approche.

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« Nous avons essayé d’améliorer la détection de modèle de l‘EMG pour Jason, mais nous n’avons pas pu obtenir de contrôle pour chaque doigt », explique Weinberg. C’est à ce moment-là que l’équipe a intégré une échographe à laquelle elle a attaché une sonde à ultrasons au bras prothétique quotidien de Barnes – en collaboration avec d’autres professeurs de Georgia Tech – Minoru Shinohara, Chris Fink et Levent Degertekin.

Comme l’explique Georgia Tech, les mouvements musculaires observés lorsque Barnes tente de bouger son annulaire amputé sont différents de ceux observés lorsqu’il essaie de bouger un autre doigt. À l’aide de cette information, Weinberg et son équipe ont alimenté les mouvements musculaires uniques de chaque doigt dans un algorithme capable de déterminer quel doigt Barnes veut bouger. Utilisés en combinaison, les signaux ultrasonores et le machine learning peuvent détecter les mouvements de chaque doigt ainsi que la force qu’il veut utiliser.

Aujourd’hui, 5 ans plus tard, il est en mesure de jouer à nouveau du piano.

« C’est époustouflant », a déclaré Barnes. « Ce nouveau bras me permet de faire ce que je veux, à la volée, sans changer de mode ni appuyer sur un bouton. Je n’ai jamais pensé que nous serions capables de faire cela. »

traduction Thomas Jousse

Georgia Tech, Engadget

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