Le système permet à un opérateur humain de sentir à quel point les doigts d’une pince robotisée se rapprochent des tissus biologiques délicats
Les systèmes de télérobotique permettent déjà aux chirurgiens d’un endroit de contrôler les outils chirurgicaux robotisés d’un autre, afin de pouvoir effectuer des opérations à distance. Un nouveau système de détection de proximité pourrait toutefois rendre ces procédures plus sûres et plus précises que jamais.
Dans les installations chirurgicales télérobotiques typiques, le chirurgien visualise l’incision sur un écran vidéo, en déplaçant ses doigts pour faire bouger en conséquence les « doigts » du manipulateur robotique ou d’autres instruments dans la salle d’opération éloignée.
Non seulement cette technologie permet à un chirurgien d’une ville d’opérer un patient dans une autre ville, mais elle peut également être utilisée sur des patients dans le propre établissement du chirurgien, ce qui permet d’atténuer les tremblements de la main lors d’interventions délicates. Les systèmes intègrent donc souvent un retour d’information haptique, dans lequel l’opérateur peut sentir la quantité de force qu’il applique sur les tissus corporels du patient, via des vibrations qui sont appliquées au bout des doigts.
Cela dit, dans le cas de tissus particulièrement fragiles, le chirurgien peut déjà appliquer une pression trop forte lorsqu’il les « touche » à distance pour la première fois. C’est en ayant ce problème à l’esprit qu’une équipe de l’université A&M du Texas a créé le nouveau système expérimental.
Dans sa forme actuelle, il intègre des capteurs de distance optiques qui sont appliqués à l’intérieur des doigts d’une pince robotisée, qui est commandée à distance par un opérateur humain. Lorsque ce dispositif ferme ses doigts pour saisir un objet, les capteurs mesurent la distance décroissante entre eux et cet objet.
Ces données sont transmises à un gant de contrôle porté par l’opérateur, qui délivre de légères impulsions électriques au bout de ses doigts. La fréquence de ces impulsions augmente à mesure que les doigts du préhenseur se rapprochent de l’objet. L’opérateur peut ainsi moduler finement la quantité de pression qu’il s’apprête à appliquer sur l’objet, avant de le toucher.
Lors de tests en laboratoire, 11 volontaires ont utilisé le système pour effectuer à distance une tâche de préhension d’objet. Chaque personne l’a fait deux fois en étant guidée uniquement par la vidéo de la pince, et deux autres fois en étant guidée à la fois par la vidéo et par le retour d’information haptique. Lorsque le retour d’information a été utilisé, ils ont pu réduire leur force de contact initiale d’environ 70 %.
En fin de compte, on espère que la technologie pourra être utilisée pour minimiser les risques pour les patients lors des chirurgies télérobotiques, et ce d’une manière qui ne soit pas distrayante.
« Notre objectif était de trouver une solution qui améliorerait la précision de l’estimation de la proximité sans augmenter la charge de la pensée active nécessaire à cette tâche », explique le scientifique principal, le professeur Hangue Park. « Lorsque notre technique sera prête à être utilisée en milieu chirurgical, les médecins pourront savoir intuitivement à quelle distance se trouvent leurs doigts robotisés des structures sous-jacentes, ce qui signifie qu’ils pourront rester activement concentrés sur l’optimisation du résultat chirurgical de leurs patients ». h
