Des semelles intérieures à capteurs de pression transmettent des données en temps réel à des dispositifs haptiques flexibles portés sur les avant-bras. Ces dispositifs, par substitution sensorielle, recréent des sensations de contact pied-sol grâce à des vibrations et à la chaleur. Crédit : Georgia Institute of Technology

Mal évaluer la hauteur d’un trottoir ou rater une marche d’escalier, et c’est la panique en une fraction de seconde : votre pied ne se pose pas au bon endroit. Cette brève perte d’appui peut suffire à vous déséquilibrer complètement. Pour la plupart, cette incertitude palpitante prend fin dès que le pied touche le sol. Mais pour de nombreuses personnes atteintes d’affections telles qu’un AVC ou une lésion médullaire, ce sentiment de déconnexion est une réalité permanente.

« Ces affections ont évidemment un impact considérable sur notre capacité à nous déplacer et à être autonomes, mais elles entraînent aussi une perte de sensations », explique Matthew Flavin, professeur adjoint à l’École de génie électrique et informatique. La plupart des traitements de réadaptation visent principalement à restaurer la mobilité, mais « même si l’on a retrouvé le contrôle moteur, si l’on ne sent pas son pied toucher le sol, il peut être très difficile de se déplacer en toute sécurité. »

Dans une nouvelle étude publiée dans les Actes de l’Académie nationale des sciences , Flavin et une équipe interdisciplinaire de chercheurs présentent une solution pour combler ce fossé : un système portable de « substitution sensorielle » qui traduit la pression du pied en schémas de chaleur et de vibration de haute technologie qu’ils peuvent ressentir ailleurs.

Le participant P5 effectue une marche de dix mètres avec un système de substitution sensorielle plantaire (retour d’information activé, essai s9 ; retour d’information désactivé, essai s11). La visualisation de l’analyse cinématique est superposée à la vidéo. Crédit : Proceedings of the National Academy of Sciences (2026). DOI : 10.1073/pnas.2536577123

La pression est redirigée vers les avant-bras

Le système utilise des semelles de détection de pression haute résolution conçues par l’équipe. Placées dans les chaussures, elles enregistrent en temps réel les variations de poids de l’utilisateur. Ces données sont transmises par Bluetooth à un ensemble de récepteurs haptiques souples et confortables, portés sur les avant-bras, une partie du corps qui conserve souvent des sensations en cas de lésion médullaire. Les récepteurs fournissent un retour d’information rapide par vibration et alertent l’utilisateur des points de pression prolongés par la chaleur.

« L’une des limites de nombreuses approches haptiques est qu’il faut transposer une sensation manquante sur une autre sensation complètement différente », explique Flavin. « Nous conservons le type d’information qui nous manque, à savoir la répartition de la pression, et nous la transposons simplement sur une autre partie du corps. »

Recréer la sensation perdue a été essentiel pour rendre le dispositif intuitif et facile à utiliser. Les participants ont pu identifier avec une grande précision la sensation du sol à travers leurs bras en seulement deux heures. Testé auprès d’un petit groupe de participants ayant subi un AVC ou une lésion médullaire, le dispositif portable a significativement amélioré l’équilibre statique et permis une marche plus stable.

« Ce qui est encourageant dans ces premiers résultats, c’est que les participants ont semblé utiliser le retour d’information de manière à améliorer leur équilibre et leur marche », explique John Rogers, professeur de science et d’ingénierie des matériaux à l’Université Northwestern et collaborateur à cette étude. « Notre étude suggère que transmettre des informations sur la pression par l’intermédiaire d’une autre partie du corps pourrait constituer une solution pratique pour aider les personnes à compenser la perte de sensation. »

Ce système convertit la pression exercée sous le pied en vibrations et en chaleur ressenties ailleurs sur le corps, aidant ainsi les personnes souffrant de perte sensorielle à retrouver la conscience de leurs appuis et à améliorer leur équilibre. Crédit : Georgia Institute of Technology

La chaleur signale un risque à long terme

Alors que les vibrations fournissent un retour d’information immédiat pour la marche et l’équilibre, l’équipe considère le retour thermique comme un outil pour la santé à long terme. La chaleur est un signal plus lent et de basse fréquence qui pourrait alerter les patients des points de pression, prévenant ainsi potentiellement les ulcères du pied diabétique ou les lésions de pression chez les personnes alitées ou en fauteuil roulant.

Ce système compact et léger est entièrement sans fil, ce qui le rend idéal pour une utilisation quotidienne, aussi bien à l’intérieur qu’à l’extérieur de la clinique. Il s’adapte également très bien à différents types de lésions, ce qui est parfait pour des affections aussi variées que l’AVC, la lésion médullaire et la neuropathie diabétique. Le positionnement des récepteurs haptiques peut être ajusté en fonction des zones de sensibilité du patient, et la sensibilité des semelles peut être personnalisée.

En tant que membre de plusieurs instituts de recherche interdisciplinaires de Georgia Tech — l’Institut de neurosciences, de neurotechnologie et de société, l’Institut de robotique et de machines intelligentes et l’Institut Parker H. Petit de bioingénierie et de biosciences —, Flavin attribue le succès du projet à un effort interdisciplinaire et à un engagement profond auprès des cliniciens et des patients.

« Cela souligne l’importance d’impliquer très tôt vos parties prenantes », explique Flavin. « Si vous ne peaufinez pas constamment ce concept avec elles, vous vous apercevrez rapidement qu’elles recherchent peut-être quelque chose que votre appareil ne propose pas. »

Matthew Flavin, professeur adjoint de génie électrique et auteur principal de l’étude, tient le dispositif haptique flexible. Crédit : Georgia Institute of Technology

L’équipe travaille actuellement à rendre cette technologie encore plus petite et plus reconfigurable, se rapprochant ainsi d’un dispositif portable standard pour un usage clinique quotidien.

https://news.research.gatech.edu/2026/06/15/new-wearable-reroutes-lost-sensation-restores-stability