Des chercheurs développent un exomuscle en tissu

scientifiques developpent exomuscle tissu
L'exomuscle prend la forme d'une sorte de "veste". | ETH Zürich
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Des chercheurs sont parvenus à créer un étonnant prototype de « muscle en tissu ». Ce dispositif, qui peut se porter un peu comme une veste, vient se calquer sur les mouvements du haut du corps de son utilisateur pour les renforcer.

L’équipe de recherche, de l’École polytechnique fédérale de Zürich (ETH Zürich), a publié ses résultats dans le journal Nature machine intelligence. Les scientifiques définissent le dispositif qu’ils ont développé comme un « exomuscle textile portable ». Le prototype, dénommé Myoshirt, ressemble à une étrange veste que l’on peut porter par-dessus les vêtements. L’idée est d’avoir un outil qui agit comme une « couche » supplémentaire de muscle, pour renforcer les mouvements des bras. Ce concept est tout simplement venu d’un manque d’outils de la sorte dans le domaine médical.

En effet, certaines pathologies, comme les myopathies, induisent une dystrophie musculaire, et en définitive une perte de « force » qui peut aller jusqu’à une incapacité presque totale de se mouvoir. « Mes bras deviennent tout simplement plus faibles », résume très prosaïquement Michael Hagmann, qui a été diagnostiqué avec une forme rare de dystrophie musculaire connue sous le nom de myopathie de Bethlem en 2016. Il a participé aux tests de ce nouveau dispositif.

« Bien que les hôpitaux disposent de nombreux bons appareils de thérapie, ils sont souvent très coûteux et peu maniables. Et il existe peu d’aides techniques que les patients peuvent utiliser directement dans leur vie de tous les jours et sur lesquelles s’appuyer pour effectuer des exercices à domicile. Nous voulons combler cet écart », explique Marie Georgarakis, ancienne doctorante au Sensory Motor Systems Lab de l’ETH Zurich, dans le même communiqué. L’idée était donc de créer un outil portable et facilement accessible.

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Un algorithme pour déduire les intentions de mouvement

Le « myoshirt », conçu spécifiquement pour le haut du corps, fonctionne non pas en remplaçant, mais en renforçant les mouvements de son utilisateur. Il se fixe à différents endroits stratégiques du bras et du torse. Son fonctionnement est relativement simple à comprendre. Des capteurs sont intégrés dans le tissu et détectent les mouvements produits par le porteur du dispositif. Un algorithme déchiffre ensuite ses mouvements, et « déduit » l’intention de mouvement du porteur, ainsi que la force nécessaire pour le réaliser. Des instructions sont alors transmises à de petits moteurs, qui raccourcissent un câble pour soutenir le mouvement impulsé. Ce câble fonctionne un peu comme un tendon artificiel.

Le dispositif peut être ajusté selon les besoins spécifiques de son utilisateur, qui peut toutefois décider de le désactiver à tout moment. Lors des tests de prototype effectués, 12 personnes ont porté le Myoshirt. Dix de ces testeurs n’avaient aucun handicap physique, une personne était atteinte de dystrophie musculaire (Michael Hagmann) et une autre d’une lésion de la moelle épinière. Ils se sont tous montrés capables de soulever des objets plus longuement qu’à leur habitude grâce à l’apport de l’exomuscle. Le gain d’endurance était d’environ ⅓ pour les testeurs non atteints de handicap et de 60% pour la personne atteinte de dystrophie musculaire. Le testeur atteint d’une lésion de la moelle épinière, quant à lui, a pu effectuer les mouvements de test pendant trois fois plus longtemps qu’à l’ordinaire.

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La majorité des utilisateurs ont trouvé le dispositif intuitif à utiliser. En revanche, sa taille assez imposante et son poids de 4 kg rendraient encore complexe une utilisation quotidienne. Des améliorations doivent donc encore être faites. Les chercheurs pensent pour l’heure se focaliser sur une unique fonction pour réduire la taille : le lever de bras. Une étape clef sera également de tester le Myoshirt en dehors du laboratoire pour évaluer son utilité dans la vie quotidienne. « Dans la prochaine phase, nous voulons tester notre prototype dans l’environnement naturel des futurs porteurs et utiliser les résultats pour l’améliorer encore », explique ainsi Michèle Xiloyannis, qui travaille également au Sensory Motor Systems Lab de l’ETH Zurich et mène des recherches pour le projet Myoshirt.

Vidéo des tests :

Source : Nature Machine Intelligence

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