Du muscle à revêtir
Des chercheurs de l'ETH Zurich ont mis au point un exomuscle portable en tissu - une sorte de couche musculaire supplémentaire. Celle-ci doit permettre aux personnes souffrant de restrictions de mouvement de gagner en force et en endurance dans le haut du corps.
"Je suis tout simplement de plus en plus faible dans les bras", explique Michael Hagmann, chez qui on a diagnostiqué en 2016 la myopathie de Bethlem, une maladie musculaire rare. Pour compenser le manque de force musculaire dans les bras, Hagmann fait des mouvements d'évitement au quotidien, qui entraînent à leur tour une mauvaise posture et des tensions. Marie Georgarakis, ancienne doctorante au Sensory-Motor Systems Lab de l'ETH Zurich, connaît le problème. "Il existe certes aujourd'hui de nombreux appareils thérapeutiques de qualité dans les cliniques. Mais ils sont souvent très chers et volumineux. En revanche, il existe moins d'aides techniques qui soutiennent directement les patients au quotidien et avec lesquelles ils peuvent également s'entraîner à la maison. Nous voulons combler cette lacune", explique Georgarakis.
Autant de force que nécessaire
Cette idée a donné naissance au Myoshirt, un exomuscle souple et portable pour le haut du corps. Celui-ci se compose d'une sorte de gilet avec des manchettes pour le haut des bras et d'une petite boîte dans laquelle se trouve toute la technique qui n'est pas directement utilisée sur le corps. Voici comment cela fonctionne : un algorithme intelligent reconnaît, à l'aide de capteurs dans le tissu, le type de mouvement que le sponsor veut effectuer et la force nécessaire pour y parvenir. Un moteur raccourcit alors un câble parallèle aux muscles dans le tissu - une sorte de tendon artificiel - et soutient ainsi le mouvement. Le soutien est toujours en accord avec le mouvement effectué par l'utilisateur et peut être adapté aux préférences individuelles. L'utilisateur ou l'utilisatrice a toujours le contrôle et peut à tout moment passer outre l'appareil.
Plus d'endurance grâce à l'exomuscle
Les chercheurs ont testé pour la première fois ce premier prototype dans le cadre d'une étude menée auprès de 12 sujets - dix personnes en bonne santé, une personne souffrant d'une faiblesse musculaire (Michael Hagmann) et une personne souffrant d'une lésion de la moelle épinière. Les résultats sont prometteurs : grâce à l'exomuscle, tous les participants ont pu soulever leurs bras et/ou des objets beaucoup plus longtemps. Le temps d'endurance a augmenté d'environ un tiers chez les participants en bonne santé, de 60% chez le participant souffrant d'une faiblesse musculaire et de trois fois plus chez le participant souffrant d'une lésion de la moelle épinière. Les propres muscles ont été moins sollicités et la grande majorité des participants à l'essai ont en outre trouvé l'appareil intuitif à utiliser.
Tester et améliorer avec des personnes concernées
Mais le chemin jusqu'au produit commercialisable est encore long : "Dans une prochaine étape, nous souhaitons tester notre prototype en dehors du laboratoire, dans l'environnement naturel des futurs sponsors :tester l'appareil à l'intérieur et l'améliorer encore à l'aide de ces résultats", explique Michele Xiloyannis, qui travaille également au Sensory-Motors Systems Lab de l'ETH Zurich et effectue des recherches sur le Myoshirt. Pour que l'appareil puisse un jour être porté de manière invisible et confortable sous les vêtements, il doit devenir encore plus petit et plus léger - aujourd'hui, le boîtier d'entraînement et de commande pèse encore quatre kilos. Afin d'obtenir un produit réduit au maximum, les chercheurs veulent continuer à se concentrer sur une fonction clé - le soutien de l'épaule lors du soulèvement des bras. Ils travaillent en outre en étroite collaboration avec la spin-off de l'ETH MyoSwiss AG, qui fabrique et commercialise un exosquelette souple - une sorte de combinaison robotisée pour soutenir les jambes. "Le fait que les chercheurs développent leurs idées en collaboration avec les utilisateurs potentiels et de manière itérative me plaît particulièrement", déclare Michael Hagmann, qui a déjà testé et ainsi aidé à développer différents moyens techniques de l'ETH, du prototype au produit fini. Car pour lui, c'est clair : il veut rester actif à l'avenir et le soutien technique vient à point nommé.
Référence bibliographique
Georgarakis M, Xiloyannis M, Wolf P, Riener R. Un exomuscle textile qui assiste l'épaule lors des mouvements fonctionnels pour la vie quotidienne. Nature Machine Intelligence. 22.06.2022. En ligne : page externehttps://rdcu.be/cQbm7