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.

Viktoria Modesta, la première artiste pop amputée du monde

« 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

Un bras bionique à contrôle mental aide à ressentir la sensation du touché

L’ingénierie de neuroprothèses réactives et adaptables de demain

De nombreuses découvertes illustrent le progrès rapide en matière de prothèses de mains et de jambes, ainsi que des yeux, mais également des interfaces cerveau-machine.

WASHINGTON, DC 14-Nov-2017 – Si l’on en croit les études présentées aujourd’hui à Neuroscience 2017, la réunion annuelle de la Society for Neuroscience et la plus importante source mondiale d’informations émergentes relatives aux sciences du cerveau et de la santé, des prothèses perfectionnées de membres et des yeux ainsi que des interfaces cerveau-machine exploitent des circuits neuronaux existant afin d’améliorer la qualité de vie des personnes présentant ayant une déficience sensorielle.

Des millions de personnes à travers le monde sont incapables d’utiliser pleinement leurs corps ou leurs sens en raison d’une maladie, d’une blessure ou d’une amputation. Au mieux, les thérapies modernes et les prothèses ne rétablissent que partiellement la fonction. Au cours de ces 20 dernières années, les progrès de l’ingénierie biomédicale ont conduit au développement d’interfaces entres les dispositifs prothétiques, le système nerveux et les tissus humains, qui améliorent l’efficacité des dispositifs biomédicaux.

Les nouvelles découvertes d’aujourd’hui montrent que :

Les signaux neuronaux d’une moelle épinière extraite d’un rongeur peuvent contrôler les fibres musculaires disposées dans une boîte de Pétri, fournissant une nouvelle technique pour étudier comment le système nerveux dirige le mouvement (Collin Kaufman, résumé 781.11 voir le résumé ci-joint)

Un patient tétraplégique peut apprendre à adapter son activité neurale afin de maintenir le contrôle d’une interface cerveau-machine face à des défis techniques (Sofia Sakellaridi, résumé 777.06 voir le résumé ci-joint).

La restauration du sens du toucher par le biais d’une prothèse de main sur un membre amputé améliore la motricité, réduit la douleur du membre fantôme, et procure un sentiment d’appropriation de la main (Jacob Anthony George, résumé 642.04 voir le résumé ci-joint).

D’autres résultats récents abordés montrent que:

Une prothèse rétinienne entièrement organique, faite de couches de polymères photosensibles et de soie, a entraîné une activité cérébrale et un comportement associés à la vision chez des rats aveugles (Jose Fernando Maya-Vetencourt, 683.02 voir le résumé ci-joint).

Des implants cérébraux conçus pour fondre et ne laisser aucune trace

« Contrairement à de nombreuses thérapies pharmacologiques ou biologiques visant à aider les personnes souffrant de lésions ou de maladies neurologiques, les solutions d’ingénierie ont le potentiel pour une restauration immédiate et parfois de manière impressionnante » explique le modérateur de conférence de presse Leigh Hochberg du Massachusetts General Hospital, Brown University, et du Providence VA Medical Center, également expert en neurotechnologies. « C’est vraiment passionnant de voir l’avancement de la recherche en neuroscience fondamentale et en neuro-ingénierie au cours des dernières années, qui mène à la création de technologies qui aideront à réduire le fardeau des maladies neurologiques et psychiatriques ».

Cette recherche a été soutenue par des organismes de financement nationaux tels que les National Institutes of Health, ainsi que d’autres organisations publiques, privées et philanthropiques dans le monde entier. Pour en savoir plus sur les neuroprothèses et l’interface cerveau-machine, visiter le site BrainFacts.org.

La Society for Neuroscience (SfN) est une organisation qui réunit environ 37 000 scientifiques et cliniciens qui étudient le cerveau et le système nerveux.

Lire le communiqué de presse complet et étudier les résumés

Et si vous pouviez « voir » directement dans le cerveau d’une autre personne ?

traduction Virginie Bouetel

EurekAlert, Society for Neuroscience

Un bras bionique à contrôle mental aide à ressentir la sensation du touché

Le retour sensorielvoir l’article de Motherboard “Watch This Mind-Controlled Bionic Arm Touch and Feel”

Deus Ex s’associe à Open Bionics, Razer et Intel

Les quatre entreprises se réunissent pour créer la prochaine génération de mains bioniques : des prothèses cyberpunk inspirés de la série Deus Ex.

Les prothèses seront disponibles d’ici la fin de 2017.

pour en savoir plus : http://www.augmentedfuture.com/

Des prothèses transformées en œuvres d’art par Sophie de Oliveira Barata

The Alternative Limb Project a été créée en septembre 2011. En commençant avec AltLimbPro, Sophie était à la recherche de personnes amputées qui pourraient être intéressées à participer au projet.

Le destin lui a amené Viktoria Modesta, qui lui a commandé divers travaux qu’elle utilise dans le cadre de son expression artistique. Leur dernière collaboration a été le Spike, qu’on voit à la fin du clip “Prototype”.

Sophie travaille dans son studio près de Harlesden au Nord de Londres en utilisant une variété de techniques et de matériaux. Toutes les prothèses sont uniques et faites sur-mesure. Elle collabore souvent avec d’autres artistes et techniciens.

AltLimbPro permet de masquer par des moyens alternatifs des membres amputés, non seulement pour le plaisir des yeux, mais aussi pour aider à briser les barrières sociales et encourager un dialogue positif sur le corps humain et la différence.

http://www.thealternativelimbproject.com/

Un doigt artificiel plus proche de la réalité

Un scientifique de Florida Atlantic University  a conçu un nouveau doigt robotique qui ressemble plus à la réalité en utilisant un alliage à mémoire de forme (SMA), une imprimante 3D et une modélisation du doigt humain. Le doigt robotique peut imiter les mouvements d’un doigt humain comme la flexion et l’extension. Léger, robuste, il possède une excellente dextérité.

pour en savoir plus : ScienceDaily ; FAU Florida Atlantic University

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