La nouvelle main prothétique interprète les signaux musculaires de l'activité cérébrale grâce à l'apprentissage automatique pour rendre les mouvements plus naturels.

Des scientifiques de l'Imperial College de Londres et de l'Université de Göttingen ont utilisé l'apprentissage automatique pour améliorer les performances des mains prothétiques.

Après avoir testé leur prototype sur cinq amputés, ils ont découvert que le nouveau contrôle basé sur l'apprentissage automatique était bien meilleur pour fournir des mouvements fluides que la technologie actuellement disponible.

Les chercheurs ont déclaré que les résultats, qui sont publiés dans Robotique scientifique , pourrait déclencher une "nouvelle génération de membres prothétiques".

Professeur Dario Farina, auteur principal de l'article du département de bioingénierie de l'Impériale, a déclaré : « Lors de la conception des membres bioniques, notre objectif principal est de permettre aux patients de les contrôler aussi naturellement que s'ils étaient leurs membres biologiques. Cette nouvelle technologie nous rapproche un peu plus de cet objectif."

Apprentissage automatique

La technologie actuelle fonctionne en contrôlant directement les moteurs prothétiques avec quelques signaux musculaires.

La nouvelle main bionique, développé en collaboration avec Imperial et l'Université de Göttingen, utilise une interface homme-machine qui interprète les intentions du patient et envoie des commandes au membre artificiel.

Il contient huit électrodes qui captent les signaux électriques faibles du moignon du patient, avant de les amplifier et de les envoyer vers un mini-ordinateur, également situé dans la prothèse.

Le mini-ordinateur exécute ensuite l'algorithme d'apprentissage automatique pour interpréter les signaux, avant de commander aux moteurs de la main de se déplacer comme le patient le souhaite.

Les patients ont découvert qu'ils pouvaient facilement faire pivoter le poignet et ouvrir la main simultanément ou séparément. Ils ont également trouvé les mouvements beaucoup plus naturels que les membres bioniques conventionnels auxquels ils étaient habitués.

En plus des types de fonction, les patients pouvaient également contrôler la vitesse des mouvements individuels indépendamment des autres mouvements. Par exemple, les patients pouvaient tourner la main lentement mais l'ouvrir rapidement en même temps. Les chercheurs disent qu'il s'agit d'un élément essentiel pour des mouvements qui semblent naturels.

Avant usage, le patient et la main bionique ont été entraînés afin que l'algorithme d'apprentissage automatique puisse « apprendre » à interpréter leurs signaux électroniques uniques. Le professeur Farina espère éliminer ce besoin dans les futurs prototypes, sans sacrifier la personnalisation à des patients spécifiques.

Le professeur Farina a déclaré :« La nouvelle main bionique est non seulement plus naturelle, mais elle est également supérieure en termes de fonctionnalité dans les tâches quotidiennes que ce qui est actuellement disponible pour les patients.

« Suite à cette étude clinique, nous espérons que cela sera disponible sur le marché pour les patients d'ici trois ans."

Les chercheurs travaillent actuellement à un meilleur contrôle de la main, y compris la capacité de déplacer des doigts individuels, et élimine le besoin d'électrodes en transférant les signaux sans fil dans le corps du patient.