La robotique pour palier aux déficiences physiques et motrices

Que ce soit par accident ou simplement par l’effet de l’âge, de nombreuses personnes sont victimes d’une perte de motricité ou de l’usage d’un membre.

Plusieurs technologies sont développées, du robot rééducateur à la prothèse robotique pour les bras, d’une « orthèse fonctionnelle » à un fauteuil roulant dirigé par la pensée pour les jambes.

Armin est un robot développé par l’école polytechnique de Zurich, il permet aux patients devenus hémiplégiques à la suite d’une attaque cérébrale de faire une rééducation approfondie du bras du malade. “Il aide le patient à reproduire exactement le même mouvement, ainsi le cerveau l’enregistre plus facilement et le réapprentissage est plus aisé“, explique Anja Kollam, ergothérapeute.

Pour les cas plus grave de perte physique d’un membre, une prothèse de bras controlée et alimentée par la pensée a été conçu par Otto Bock healthcare Product GmbH en collaboration avec l’AKH (hôpital central de Vienne) et l’université de médecine de Vienne.

Cette prothèse est dite « intelligente » car ses mouvements sont controlés par les nerfs en charge de déplacer le bras. Cela nécessite une délicate opération chirurgicale pour raccorder les nerfs aux capteurs. Une fois en place ce nouveau bras permet 7 degrés de liberté et une commande intuitive de la prothèse.

Une nouvelle méthode s’appuyant sur la robotique permettrait de faire remarcher les paraplégiques. Elle est développée par l’EPFL (Ecole polytechnique Federale de Lausanne). Le système procède en trois étapes, la première consiste à remuscler les jambes au moyen d’électrodes et à réapprendre les schéma moteurs de la marche en position assise. Pour cela le robot guide le geste de manière ultra-précise et réajuste en permanence les stimulations des électrodes sur les muscles. Utiliser les muscles comme élément moteur est un principe phare de cette méthode dont le but « n’est surtout pas de créer un robocop ». La seconde étape consiste à réapprendre la marche debout au moyen d’un déambulateur robotique travaillant encore avec des électrodes. Enfin, un dispositif très léger est fixé sur les jambes et au bas du dos. Il se dissimule sous un pantalon et permet à la personne de remarcher. Ce serait le cas pour 80% des personnes en fauteuil dont la moelle épinière n’est touchée que partiellement. Ici encore c’est la précision du mouvement permise par le robot lors de la rééducation qui permet ce succès.


Pour les personnes dont la perte de mobilité ne se limite pas aux jambes et qui de ce fait ne peuvent utiliser un joystick pour manoeuvrer un fauteuil, une équipe de recherche espagnole a mis au point un fauteuil dirigeable par la pensée. La méthode est non-invasive puisqu’il s’agit de porter un bonnet contenant seize électrodes qui vont via un électro-ancéphalogramme détecter les fluctuations électriques du cerveau. Lorsque le regard se fixe sur un point précis, elles analysent ses fluctuations et dirigent le fauteuil vers ce point. Il est dit intelligent car contrairement à d’autres prototypes, la personne n’a pas à se concentrer continuellement, et il peut de lui même éviter les obstacles sur son passage.

Plus proche des problématiques directement liées à l’âge, le projet Monimad consiste à développer un déambulateur motorisé et intelligent. “Selon les médecins, de nombreuses personnes âgées, hospitalisées ou non en centre de soin et actuellement immobilisées, pourraient se déplacer de manière autonome si on leur offrait des déambulateurs (ou cadres de marche) plus adaptés à leurs pathologies” , observe Viviane Pasqui, du Laboratoire de Robotique de Paris (Université Paris 6 – CNRS), à Fontenay-aux-Roses.

En effet mis à part les difficultés d’utilisation des déambulateurs traditionnels, aucun d’entre eux ne permet de passer de la station assise à la station debout sans l’aide d’une aide soignante. Monimad est un engin à trois roues conçu pour offrir une autonomie de déplacements des personnes âgées en institut. Il sera capable de baisser ses poignées, afin que le patient assis puisse s’y appuyer de tout son poids, ensuite, l’engin articulé se relèvera, entraînant avec lui le patient ainsi remis debout et prêt à marcher. “A terme, Monimad permettra aussi à son utilisateur d’avancer comme si une personne, attentive à sa progression et à ses difficultés, lui tenait les mains“, commente la chercheuse.

Bardé de capteurs, le déambulateur intelligent tiendra en effet compte de l’attitude de son utilisateur : Si celui-ci pousse les poignées vers l’avant, Monimad avancera, si au contraire les poignées sont tirées vers l’arrière, l’engin freinera automatiquement.

Source : www.gerontechnologie.net

La robotique d’aide aux déficiences physiques

Le grand âge engendre moins de pertes cognitives et mnésiques que de pertes physiques.

La masse musculaire s’amoindrit impliquant une diminution des forces du corps. Pour remédier à cela, le Japon a décidé de promouvoir la conception et l’utilisation d’exosquelettes. Ceux-ci sont adaptés pour une utilisation par les personnes souffrantes de déficiences musculaires, ou devant subir un entrainement de réhabilitation physique à titre médical. Il apparait ainsi comme le choix opposé du projet de l’école polytechnique féderale de Lausanne qui a préféré ne pas créer un « robocop », et contrairement au prototype HULC développé en Amérique, il n’est pas prévu à des fins militaires.

HAL (Hybrid Assistive Lymb) a été lancé en 2008 par la société Cyberdyne. Cette combinaison robotique utilise des capteurs placés sur la peau pour détecter les différents mouvements des membres du corps et ainsi multiplier la force de 2 à 10 fois. Alimenté par une batterie d’une autonomie de 2,5 à 5h, cet équipement se vendrait 4.200$ (environ 2.878 euros).

Aujourd’hui HAL a été adapté spécialement pour être utilisé par les personnes âgées. Il est maintenant produit en série et loué à des maisons de repos et hôpitaux. Une démonstration a été organisée dans les rues de tokyo (vidéo ci-après).

Le robot Mobiro d’aide à la mobilité de Toyota a été conçu pour les personnes à mobilité réduite. Il est capable d’atteindre une vitesse de 6 km/h avec une autonomie de 20 km.
L’un de ses avantages est de pouvoir circuler sur des surfaces y compris avec des obstacles sans que la position du passager n’en soit affectée.

Toujours dans le cadre de développement de nouveaux systèmes de transport, Toyota a également mis au point un fauteuil roulant pouvant être contrôlé par la pensée.
L’électroencéphalogramme de l’utilisateur est analysé en quasi-permanence, il suffit donc de penser le mouvement pour que le fauteuil l’exécute, avec un taux de réussite de 95% selon le constructeur.

Source : www.gerontechnologie.net

Electronic Tatoo - Philips

Tattoos and physical mutilation are amongst the oldest forms of personal expression and identity. Subcultures have used tattoos as a form of self representation; a visual language communicating personality and status. Philips Design examined the growing trend of extreme body adornment like tattoos, piercing, implants and scarring.

The Electronics Tattoo film expresses the visual power of sensitive technology applied to the human body. The film subtly leads the viewer through the simultaneous emotional and aesthetic transformations between two lovers.

A voir la vidéo ici

Augmented contact lens

While many augmented reality application use mobile phones or other interactive devices, university of Washinton professor babak amir parviz and his students want to embed AR technology right into the eye.

Parviz and his students have been working on AR embedded contact lenses that utilize sensors and

wireless technology. right know the technology is in its early days, but researchers hope that one day hundreds of semitransparent LEDs can be embedded onto a thin lens to create a display for  users.

This eye implanted display would most likely rely on an external device for controls and processing.

It could be used for entertainment purposes or even to monitor one’s health. next time you go to get your eyes checked at the doctor, they may also be able to offer you the latest contact lens display. 

Source : Designboom

Honda, Walking assist device

sources : Honda + designboom

La part animale (Art Orienté Objet)

La part animale, c’est le titre de l’exposition qui a été présentée au Centre d’Art Contemporain Rurart, à Vouillé, près de Poitiers, en mai 2011. Une exposition dans le prolongement de la performance Que le cheval vive en moi, réalisée le 22 février dernier à Ljubljana en Slovénie par le duo Art Orienté Objet. Ce jour-là, Marion Laval-Jeantet se faisait injecter par son partenaire Benoît Mangin du sang de cheval. Entrer en communication avec l’étrangeté animale, au-delà d’une vision anthropocentrique du monde, tel était l’enjeu de cette exploration contemporaine de la relation homme-animal, aux frontières de la science et de l’art.

« Être ange, C’est étrange Dit l’ange. Être âne c’est étrâne dit l’âne »…
 (Jacques Prévert, dans Fatras)

On aurait envie d’ajouter : « Être cheval, c’est quoi ? ». Car c’est bien là le point de départ du questionnement et du terrain d’expérimentation scientifico-existentialo-artistique du couple Art Orienté Objet. « En fait, c’est quelque chose qui vient à l’origine d’une conviction très ancienne, commune à Benoît et à moi, selon laquelle le sens de notre existence terrestre, c’est la dissemblance, le fait qu’on soit tous séparés les uns des autres et que, du coup, on ait à s’adapter à cette notion d’altérité. On est donc complètement obsédé par la question de l’altérité », explique Marion Laval Jeantet. Cette question, ils l’ont bien sûr travaillée avec l’homme (minorités sociale, culturelle, ethnographique, etc), puis, « forcément », avec l’animal, « en tant qu’autre à la fois très accessible, au sens où il est très individué et très communicant, mais en même temps très différent ».

Le choix s’est porté davantage sur les mammifères avec lesquels il est plus facile d’établir une « correspondance ». Des prothèses exposées à Rurart jalonnent ce parcours, des félins au cheval, en passant par les cervidés. En ce qui concerne l’expérimentation du « sang étranger », le choix initial du panda a dû être abandonné, trop compliqué à mettre en œuvre, notamment pour des raisons éthiques. Le choix s’est finalement porté sur le cheval qui, étant donné sa constitution et son  comportement éloignés de ceux des primates, était  susceptible de provoquer davantage d’effets dans le cadre de l’expérience. Et puis, en arrière plan, n’y a-t-il pas l’hybridation mythique du centaure …

Sur le plan scientifique, l’expérience aura été préparée minutieusement pendant plus de trois ans, avec un travail auprès de chercheurs et de laboratoires sur les  questions de ‘compatibilisation’ du sang, afin de prendre le moins de risques possibles lors de l’injection. « En fait il y a eu tout un processus de mithridatisation, c’est-à-dire qu’on m’a progressivement habituée à différentes familles d’immunoglobulines, pour qu’il n’y ait pas un rejet massif du corps lors de l’injection. Au tout début, j’y allais un peu inconsciemment, puis à un moment j’ai commencé à ressentir des effets, à avoir des troubles du sommeil. Je me suis alors dit que ce n’était pas anodin ».

Parallèlement, sur le plan formel, la réalisation de prothèses permettait d’établir une autre sorte d’approximation, d’appropriation de l’être-cheval, en se mettant à sa hauteur, au sens littéral : « la première fois que j’ai mis ces prothèses, le haut de mon crâne était à la hauteur de celui du cheval. Donc, on avait les yeux au même niveau. C’est toujours un peu ce fantasme des primates humains que nous sommes de pouvoir fixer son regard dans la même configuration, la même attitude que l’autre, que l’animal ».

Tous ces éléments auront été réunis et hautement ritualisés le jour de la performance, réalisée le 22 février 2011 en public, à la Galerie Kapelica, à Ljubljana, en Slovénie. Comme on peut le voir dans le film réalisé à cette occasion, temps fort de l’exposition La part animale à Rurart et que Marion Laval-Jeantet résume :
 « Benoît m’injecte le sérum du sang de cheval, ensuite je reste un peu allongée pour être sûre qu’il n’y a pas de choc anaphylactique. Pendant ce temps-là un film est projeté à l’intention du public qui assiste à la performance. Ensuite j’enfile cette paire de prothèses pour faire plusieurs tours de la salle avec le cheval, puis je vais m’allonger à nouveau. En fait le timing est organisé pour que vingt minutes plus tard on prenne mon sang au moment où les marqueurs des antigènes du corps humain qui témoignent de la présence d’un corps étranger équin en moi sont les plus présents. Ce sang va être ensuite lyophilisé devant le public pour en faire une sorte de fétiche que vous retrouvez dans ces boites métalliques qui sont un peu comme des reliquaires, dans lesquels vous avez donc – aussi étrange que cela puisse paraître – du sang de ‘centaure’, c’est-à-dire le sang au moment du croisement entre les deux, mais lyophilisé, donc sous forme de poudre ».

La collection de ces huit reliquaires, de beaux objets sur lesquels sont gravés les symboles traduisant chaque étape des réactions du système immunitaire, mêle de manière inattendue les dimensions scientifiques et mystiques de l’expérience.

Ces deux dimensions sont également présentes dans la description que fait l’artiste des effets ressentis après l’injection. Si certains – comme les troubles du sommeil – avaient déjà été éprouvés lors des injections préliminaires,  « disons que l’effet inattendu c’est celui de la jonction de tous ces effets ensemble, qui fait qu’on ressent une hyperactivité, possiblement thyroïdienne, souligne Marion Laval-Jeantet. On est très très nerveux, au sens d’un métabolisme accru, d’une impression de puissance, avec en même temps  une émotivité très supérieure en raison d’une stimulation des glandes surrénales, de l’hypophyse, qui fait qu’on est très inquiet et très émotif. Cette contradiction apparente entre une puissance physique et une fragilité psychologique m’a semblé très intéressante, parce qu’en opposition avec la structure psychologique de l’homme où, en général, on a un sentiment soit de puissance, soit de fragilité, mais rarement les deux en même temps. Ce genre de phénomènes contradictoires, qui sont peut-être inhérents à l’essence chevaline – on ne sait pas – constituent une impression tout à fait étonnante, parce qu’elle est très clairement évocatrice d’une altérité. C’est comme si j’avais momentanément vécu une altérité ».

Quant à prouver scientifiquement que cette « altérité »  est bien chevaline – comme l’artiste en a la « conviction » – que les altérations métaboliques sont « vraiment liées à des vecteurs équins », c’est évidemment difficile, voire impossible. « Si ce n’est que le côté anarchique, inflammatoire, disparaît très vite, et qu’ensuite les conséquences ne sont plus de cet ordre. C’est autre chose, souligne Marion Laval-Jeantet. Ce sont, je dirais, les immunoglobulines qui ont réussi à franchir la barrière immunitaire qui continuent à avoir une action sur le métabolisme humain. Et là, je dirais qu’il y a tout de même des choses qui témoignent d’une autre essence ».

Ce dont témoigne aussi cette expérience, cette performance, c’est d’une tendance de l’art contemporain à se rapprocher des sciences et des biotechnologies, et aussi de la traduction dans l’art d’un nouveau rapport entre l’homme et l’animal, basé sur le rejet de l’anthropocentrisme. « Il y a une signification qui change fondamentalement, explique Jens Hauser, le commissaire de l’exposition. Ce n’est plus l’animal allégorique, mais l’animal partagé corporellement. C’est cela qui est nouveau, parce qu’on retire à l’animal le caractère symbolique octroyé par l’être humain pour se concentrer sur une physiologie partagée ».

Il n’en reste pas moins que tout cela est troublant. Qu’on ne peut que s’interroger, tant sur la finalité et l’enjeu de l’expérience, que sur le caractère artistique de la démarche, en dépit de la volonté affichée de Art Orienté Objet que « que l’art reste un témoin de son époque ».  A l’appui, Marion Laval-Jeantet rappelle que si « Rembrandt en train de peindre la leçon d’anatomie, c’était transgressif, c’était aussi une manière de montrer que ça avait lieu », pour conclure : « On est un peu dans la même logique ».

Source De Belles choses

Tatouages électroniques

a system developed by research teams at the university of illinois and northwestern university lets sensors and communications electronics be worn on the skin as easily as a temporary tattoo

In a device platform that spans communications, human-machine interfaces and gaming, and medical diagnostics, ultrathin electronics can be worn as simply and unobtrusively as a temporary tattoo with the system developed by a research team led by todd coleman and john rogers of the university of illinois at urbana-champaign and yonggang huang of northwestern university.

Sensors and communication electronics are embedded into flexible transparent sheets that stick to skin. the unobtrusive quality of the device opens the potential for a host of measurements and control systems that could offer more accurate day-to-day data than laboratory figures (when patients are in unnatural conditions), while the use of other kinds of electronic modules permits covert communications and physiological-directed gaming.

The tested electronics feature electrophysiological and physical sensors as well as wireless communication modules.

Recordings for EEG, EKG/ECG, and EMG sensors (measuring electrical activity in the brain, heart, and skeletal muscles respectively) were comparable to data obtained via bulky commercial devices.

The team also demonstrated the system's potential for use in human-machine interfaces of other kinds.

When mounted to a user's throat, simple spoken commands can be translated into electrical controls-- here, for example, the device wirelessly controlled movement in the video game sokoban in response to a user's vocalization of the commands 'up', 'down', 'left', and 'right'.

closer view of the system

The challenge of the project was overcoming the rigidity of electronic systems, which the team accomplished by fabricating the circuitry as snakelike nanoribbons of wires mounted onto a lightweight, stretchable membrane.

With this geometry, called 'filamentary serpentine' by the research team, the wires can bend, twist, and stretch while maintaining functionality.

The device adheres to the stick via the electrostatic phenomenon of van der waals force, requiring neither tape nor glue nor bulky wires, and thus easily removable.

Coleman notes:

'if we want to understand brain function in a natural environment, that’s completely incompatible with EEG studies in a laboratory. the best way to do this is to record neural signals in natural settings, with devices that are invisible to the user.

the 'filamentary serpentine' fabrication system makes the circuitry flexible both on and off the skin; here, it remains intact even when the skin is pressed firmly with tubing

adhering to the skin via van der waals electrostatic force, the device requires no glue, tape, gels, or bulky wiring

the test depicted her demonstrates that the system can be used without interference coupled with actual temporary tattoos, an invaluable opportunity for medical diagnostics in children

Tattoo electronics could have medical applications from Northwestern News on Vimeo.

Source Designboom

Cybernétique, corps augmenté

La greffe technologique est aujourd’hui essentiellement dédiée à l’assistance ou à la réparation du corps. En imaginant qu’elle devienne un accessoire de luxe, quelle fonction et quelle esthétique incarnera-t-elle alors ?