Ces dernières années, nous avons assisté à des avancées époustouflantes dans le domaine des prothèses, et même si la plupart d'entre elles sont encore largement confinées au laboratoire, les membres bioniques peuvent contrôler avec leur esprit.
Mais le contrôle moteur fin est encore quelque chose dont la plupart des utilisateurs de bras prothétiques peuvent seulement rêver. Maintenant, les chercheurs de Georgia Institute of Technology ont conçu un type de prothèse entièrement nouveau avec des mouvements de doigts individuels – et il ne dépend même pas de capteurs cérébraux.
L'inspiration de cet appareil provient de la collaboration de l'équipe avec un amputé qu'ils ont déjà transformé en «batteur de cyborg» en 2014.
Il y a cinq ans, le musicien en herbe Jason Barnes de Géorgie a été électrocuté par des lignes à haute tension tout en nettoyant une hotte sur le toit du restaurant où il travaillait. Après une expérience de mort imminente, Barnes a survécu – mais a perdu son bras droit juste en dessous du coude.
Cela ne l'a pas empêché de jouer du tambour, cependant. Barnes lui scotcha un pilon et continua de pratiquer, gagnant bientôt une place à l'Atlanta Institute of Music.
Utilisant une prothèse de tambour de base autodidacte, il continua jusqu'à ce qu'il soit mis en contact avec le robotologue Gil Weinberg de Georgia Tech, qui construisit une prothèse robotique avec non pas un, mais deux pilons.
L'un des pilons que Barnes peut contrôler avec ses propres muscles du bras grâce à des capteurs d'électromyographie (EMG) qui envoient les impulsions entre son bras et la prothèse.
De plus, la prothèse possède différents modes manuels qui peuvent être changés en appuyant sur un bouton – une technologie courante dans beaucoup de prothèses disponibles aujourd'hui.
Mais le bâton supplémentaire porte vraiment sa performance au niveau supérieur – il "improvise" en fonction de la musique jouée.
«Le deuxième pilon a un esprit propre», explique Weinberg en 2014. «Le batteur devient essentiellement un cyborg, c'est intéressant de le voir jouer et improviser avec une partie de son bras qu'il ne contrôle pas totalement.
Nous avons une de ses performances de batterie dans une vidéo bonus en bas.
Maintenant, Weinberg et son équipe sont allés encore plus loin, donnant à Barnes un contrôle individuel du doigt pour la première fois depuis sa perte de bras – et c'est tellement bien qu'il peut même frapper des touches de piano individuelles.
Ce qui est le plus fou de cette nouvelle prothèse, c'est la technologie qui la sous-tend. Tout comme le bras de cyborg, cette main de piano ne dépend pas des capteurs du cerveau, mais communique directement avec les muscles de Barnes.
Il repose sur l'échographie – la même technologie utilisée pour voir les bébés dans l'utérus – et un algorithme qui traduit les mouvements musculaires dans les mouvements des doigts en fonction de ce que Barnes essaie de faire.
Cela est possible parce que certains mouvements de nos doigts sont contrôlés par des muscles qui vont jusqu'au coude – essayez d'agiter votre doigt de haut en bas tout en regardant votre bras et vous pouvez voir les muscles se déplacer sous la peau.
L'équipe de Georgia Tech est enthousiasmée par le fonctionnement des doigts, et pense que la technologie des ultrasons pourrait être capable de faire d'autres activités motrices fines.
"Si ce type de bras peut travailler sur la musique, quelque chose d'aussi subtil et expressif que le piano, cette technologie peut également être utilisée pour de nombreux autres types d'activités motrices comme le bain, le toilettage et l'alimentation", dit Weinberg. l'ajouter pourrait aussi aller dans l'autre sens, en laissant les gens contrôler à distance les bras robotiques en bougeant simplement leurs doigts.
«C'est complètement hallucinant», dit Barnes.
"Ce nouveau bras me permet de faire tout ce que je veux, à la volée, sans changer de mode ni appuyer sur un bouton, je n'aurais jamais cru pouvoir le faire."
Vous pouvez regarder l'action de piano dans la vidéo de Georgia Tech ci-dessous:
Et voici la performance impressionnante de trois bâtons de Barnes dans une vidéo d'un concert robotique à Shanghai, en Chine, l'année dernière:
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