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6 Sep, 2021

Le bras bionique futuriste aide les amputés à ressentir la sensation du toucher et du mouvement

Le bras bionique futuriste aide les amputés à ressentir la sensation du toucher et du mouvement

La connexion du membre bionique directement connecté au cerveau permet de délivrer des sensations précises liées aux mouvements naturels.

Le groupe de recherche du laboratoire d’intégration bionique de la Cleveland Clinic examine l’intérieur du système de robot tactile. Chaque petite boîte noire fournit une sensation de doigt individuelle à l’utilisateur via une interface neuronale-machine. Clinique de Cleveland

Rêvant d’un avenir où la main de remplacement de Luke Skywalker est plus qu’un fantasme de science-fiction, les scientifiques ont conçu un « bras bionique » qui fait appel à de minuscules robots pour recréer les sensations vitales perdues lorsque l’on perd un membre supérieur. Les robots le font en faisant vibrer les muscles en toute sécurité sur le site d’amputation.

En 2028, les prothétiques mondiaux et orthétique marché devrait atteindre plus de 8 milliards $, selon un rapport 2021 de Grand View Research, mais les membres artificiels ont frappé un barrage routier mécanique. Ils ne peuvent pas vraiment expliquer de nombreuses sensations intuitives qui nous aident dans notre vie quotidienne, comme la sensation d’ouvrir et de fermer les mains.

Un sujet d’étude teste le bras bionique de l’équipe. Clinique de Cleveland

« Nous utilisons toujours une technologie qui a en quelque sorte atteint son apogée autour de la Seconde Guerre mondiale », a expliqué Paul Marasco, professeur agrégé au département de génie biomédical du Cleveland Clinic Lerner Research Institute et auteur principal d’une étude sur le nouveau bras bionique publiée mercredi.  dans la revue Science Robotics.

Entrez dans le bras bionique, un hybride de métal et de tons chair réalistes.

Bien qu’il existe plusieurs autres équipes travaillant sur les armes bioniques, telles que les groupes derrière le jeu vidéo cyberpunk populaire Deus Ex et Metal Gear Solid , Marasco vante quelques avantages de sa version.

L’appareil aux allures de science-fiction traduit les informations directement vers et depuis le cerveau via de puissants robots d’environ la moitié de la taille d’une boîte d’allumettes standard. Tout en transformant les pensées en action, le bras peut simultanément contacter le cerveau pour délivrer des sensations correspondant à cette action prévue.

Non seulement le membre artificiel semble être le premier bras bionique à tester simultanément plusieurs mesures de ses avantages par rapport aux prothèses typiques, mais ces mesures indiquent qu’il reproduit suffisamment la mécanique des bras naturels pour restaurer les réflexes inconscients des amputés qui l’utilisent.

Nous nous appuyons sur de tels réflexes tous les jours. Par exemple, lorsque nous prenons une tasse de café, notre main trouve la tasse sur la table, saisit la poignée avec le bon niveau de fermeté et lâche prise au moment idéal pour éviter les déversements. Nous pouvons accomplir cette tâche sans réfléchir, même les matins les plus agités, car les nerfs des muscles de nos bras répondent automatiquement à nos choix – dans ce cas, « Je dois boire ce café ».

Regardez ceci : ce bras bionique ressemble à quelque chose de la science-fiction

Les membres prothétiques traditionnels ne peuvent pas recréer un mouvement aussi fluide car ils fonctionnent en mode manuel – les amputés doivent garder les yeux sur eux à tout moment et se soucier des choses qu’une personne non handicapée attribue généralement à l’intuition.

Après avoir testé l’appareil sur deux sujets d’étude et utilisé des outils d’analyse sans précédent, l’équipe était ravie de découvrir que les sujets revenaient à des comportements réflexes d’avant leur amputation, notamment une prise en main intuitive et des mouvements oculaires naturels – ils pouvaient concentrer leur vue loin du membre.

Le bras métallique nécessite trois composants : le réalignement des terminaisons nerveuses, des mini-robots qui fonctionnent comme une sorte de centre de contrôle et le bras bionique lui-même.

Premièrement, une intervention chirurgicale prend les terminaisons nerveuses inutilisées d’un amputé dans la partie saine du bras – celles qui étaient auparavant dédiées aux parties retirées, telles que le bout des doigts – et les « branche » dans le site de l’amputation.

« Votre cerveau est comme, » Mes doigts sont connectés à un muscle « , [il ne sait tout simplement pas] que c’est un muscle de votre épaule par rapport à un muscle de votre avant-bras », a expliqué Marasco.

Le bras bionique est placé sur le site d’amputation et de petits robots sont insérés dans la prise. Ces robots appuient sur les zones pertinentes du site, stimulant les terminaisons nerveuses qui sont maintenant attachées, lorsque le patient engage le bras.

« Vous pouvez faire vibrer leurs muscles et générer ce genre de choses vraiment intéressantes – ces illusions perceptives de mouvements complexes de la main », a déclaré Marasco.

Les chercheurs ont modifié les membres prothétiques du commerce plutôt que de partir de zéro, dans l’espoir d’accélérer les dispositifs vers les cliniques de réadaptation et de les rendre plus rentables que les prothèses traditionnelles. Les personnes qui utilisent ces membres artificiels moins avancés utilisent souvent le côté de leur corps sans amputation, ce qui entraîne des problèmes de dos ou d’épaule qui nécessitent en fin de compte des soins médicaux coûteux.

« Ces systèmes avancés sont plus chers à installer au départ, mais si vous les utilisez, ils ne vous blessent pas, car vous n’avez pas à en tenir compte », a déclaré Marasco. « Ce sera quelque chose qui coûtera moins cher à l’avenir. »

https://www.cnet.com/news/futuristic-bionic-arm-helps-amputees-feel-the-sensations-of-touch-and-movement/

https://www.science.org/doi/10.1126/scirobotics.abf3368