Un robot portable qui aide les gens à marcher

Ces dernières années, les roboticiens ont introduit des systèmes de plus en plus avancés, qui pourraient ouvrir de nouvelles possibilités passionnantes en matière de chirurgie, de réadaptation et d’assistance aux soins de santé. Ces systèmes robotisés contribuent déjà à améliorer la qualité de vie de nombreuses personnes handicapées, ainsi que de patients ayant subi un traumatisme physique ou ayant subi des interventions médicales.

Des chercheurs de l’Université Chung-Ang en Corée du Sud ont récemment présenté un nouveau robot portable conçu pour aider spécifiquement les humains ayant des difficultés à marcher en raison du vieillissement, d’une faiblesse musculaire, d’interventions chirurgicales ou de problèmes médicaux spécifiques. Ce robot, présenté dans un article publié dans Robotique scientifiques’est avéré améliorer l’équilibre, tout en réduisant également l’énergie dépensée pendant la marche (c’est-à-dire ce qu’on appelle le coût métabolique).

“Notre récent article a été principalement inspiré par la reconnaissance du fait que la plupart des robots portables d’aide à la marche se sont concentrés uniquement sur les mouvements dans le plan sagittal”, a déclaré Giuk Lee, l’un des chercheurs qui ont mené l’étude, à Tech Xplore. “Cependant, la marche est par nature une activité tridimensionnelle, et les mouvements dans d’autres plans sont tout aussi cruciaux.”

Contrairement à d’autres systèmes robotiques d’assistance à l’abduction de la hanche proposés dans le passé, le robot créé par Lee et ses collègues se concentre sur le plan frontal. Il s’agit de la partie frontale du corps humain, connue pour supporter les mouvements et la stabilité latérale lors de la marche.

“Traditionnellement, la recherche sur le mouvement de marche considère le mouvement vers l’avant et l’équilibre latéral comme des fonctions distinctes”, a déclaré Myunghee Kim, co-auteur de l’article. “Ce n’est que récemment que l’assistance de la direction avant-arrière a été reconnue pour sa contribution à la stabilité latérale. Pourtant, l’inverse, à savoir l’influence de l’assistance latérale sur l’efficacité de la marche d’avant en arrière, reste insuffisamment exploré.”

L’hypothèse clé derrière l’étude des chercheurs est que le coût métabolique de la marche pourrait être réduit à l’aide de robots portables qui imitent le moment naturel d’abduction de la hanche. Il s’agit du mouvement de la jambe qui s’éloigne de la ligne médiane du corps, ce qui facilite la marche et de nombreuses autres actions que les humains effectuent quotidiennement.

“Le robot portable d’assistance à l’abduction de la hanche que nous avons développé fonctionne sur le principe selon lequel l’efficacité de la marche peut être améliorée en soutenant les mouvements latéraux du corps”, a déclaré Lee. “À mesure que nous avançons, le centre de masse de notre corps se déplace naturellement d’un côté à l’autre pour maintenir l’équilibre, un processus appelé récupération. Au cours de cette phase de récupération, les muscles d’abduction de la hanche sont engagés. Notre appareil assiste ces muscles, ce qui facilite la tâche du porteur. pour récupérer leur centre de masse avec moins d’effort.

Lee et ses collègues ont évalué les performances de leur robot dans le cadre de simulations et d’expériences réelles. Les résultats de ces tests étaient très prometteurs, montrant que le robot réduisait le coût métabolique de la marche de 11,6 % par rapport à la marche normale sans assistance, tout en améliorant également l’équilibre et la stabilité.

“Notre étude démontre que l’amélioration de l’efficacité de la démarche ne nécessite pas que le robot portable se concentre uniquement sur le plan sagittal”, a déclaré Lee. “La marche étant un mouvement tridimensionnel, il est essentiel de considérer les mouvements sur différents plans.”

Essentiellement, le robot d’assistance à l’abduction de la hanche développé par Lee et ses collègues influence les mouvements des hanches et des jambes connus pour soutenir la marche. Sa conception unique lui permet de « remplacer » efficacement une partie des efforts que les humains déploieraient normalement en marchant.

“Notre étude démontre le rôle important de l’assistance latérale dans l’amélioration de l’efficacité de la marche en facilitant un transfert plus efficace du centre de masse du corps d’un pied à l’autre”, a ajouté Kim. “Cette idée est particulièrement encourageante pour les personnes ayant une force musculaire réduite, offrant une nouvelle direction pour les mécanismes de soutien. À l’avenir, il sera important d’explorer comment l’assistance latérale pourrait aider les personnes à mobilité réduite, transformant potentiellement les stratégies de réadaptation et de soutien.”

À l’avenir, le système robotique développé par cette équipe de chercheurs pourrait être encore amélioré et éventuellement commercialisé, prenant en charge à la fois la rééducation et l’utilisation quotidienne. Le robot pourrait s’avérer utile pour les personnes âgées, les patients ayant subi une intervention chirurgicale à la jambe ou à la hanche et d’autres personnes ayant des difficultés à marcher.

“Pour les recherches futures, nous prévoyons d’approfondir la manière dont l’abduction de la hanche affecte l’équilibre de la marche”, a ajouté Lee. “Nous avons observé que l’abduction de la hanche améliore non seulement l’efficacité de la démarche, mais peut également influencer l’équilibre. Nous visons à explorer le potentiel des robots portables pour améliorer l’équilibre de la marche.”

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