Les fauteuils roulants de nouvelle génération pourraient intégrer des bras robotiques contrôlés par le cerveau et des moteurs supplémentaires louables afin d'aider les personnes handicapées à effectuer plus facilement leurs tâches quotidiennes ou à se déplacer dans une ville.

Professeur Nicolás García-Aracil de l'Universidad Miguel Hernández (UMH) à Elche, Espagne, a développé un fauteuil roulant automatisé avec un bras robotique exosquelette à utiliser à la maison, dans le cadre d'un projet appelé AIDE.

Il utilise l'intelligence artificielle pour extraire des informations pertinentes de l'utilisateur, comme leur comportement, intentions et état émotionnel, et analyse également son environnement environnemental, il dit.

Le système, qui est basé sur un exosquelette de bras attaché à un fauteuil roulant robotisé, est conçu pour aider les personnes vivant avec divers degrés et formes de handicap à effectuer des fonctions quotidiennes telles que manger, en buvant, et la vaisselle, seul et à la maison. Pendant que l'utilisateur est assis dans le fauteuil roulant, ils portent le bras robotisé pour les aider à saisir des objets et à les rapprocher ou, comme l'ensemble du système est connecté au système domotique, ils peuvent demander au fauteuil roulant de se déplacer dans une direction spécifique ou d'aller dans une pièce particulière.

Ses roues mécaniques sont conçues pour se déplacer dans des espaces étroits, idéal pour un usage domestique, et le système peut contrôler l'environnement à distance - par exemple, allumer et éteindre les lumières, utiliser la télévision ou passer et répondre à des appels téléphoniques. Quoi de plus, il peut anticiper les besoins de la personne.

"Nous pouvons entraîner des algorithmes artificiellement intelligents pour prédire ce que l'utilisateur veut faire, " a déclaré le professeur García-Aracil. " Peut-être que l'utilisateur est dans la cuisine et veut boire un verre. Le système fournit leurs options (sur un moniteur) afin qu'ils puissent contrôler l'exosquelette pour lever le verre et boire."

Système multimodal

La technologie n'est pas simple. Ainsi que le bras robotique exosquelette attaché au fauteuil roulant robotisé, la chaise a un petit moniteur et utilise divers capteurs, comprenant deux caméras pour reconnaître l'environnement, commande vocale, lunettes eye-tracking pour reconnaître les objets, et des capteurs qui captent l'activité cérébrale, mouvements oculaires et signaux des muscles.

En fonction des besoins et des handicaps de chacun, les multiples appareils sont utilisés en conséquence. Par exemple, une personne gravement handicapée comme une lésion de la moelle épinière cervicale, qui autrement ne pourrait pas utiliser la commande vocale, pourrait utiliser l'activité cérébrale et les capteurs de mouvement oculaire combinés.

L'utilisateur porte une casquette sur la tête, rempli d'électrodes, pour enregistrer l'activité du cerveau qui contrôle le mouvement de la main de l'exosquelette, explique le professeur García-Aracil. Ainsi, lorsque l'utilisateur se voit fermer la main sur un objet par exemple, le bras exosquelette le fait pour eux. Cette technologie est appelée interaction cerveau-neuro-ordinateur (BNCI), où l'activité cérébrale, ainsi que musculaire, peut être enregistrée et utilisée pour interagir avec un appareil électronique.

Mais le système peut parfois faire des erreurs donc il y a un signal d'abandon, dit le professeur García-Aracil. "On utilise le mouvement horizontal de l'oeil, donc quand vous déplacez vos yeux vers la droite, vous déclenchez une action, mais quand vous déplacez vos yeux vers la gauche, vous annulez cette action, " il explique.

Le prototype AIDE a été testé avec succès l'année dernière par 17 personnes handicapées, notamment des lésions cérébrales acquises (LCA), sclérose en plaques (SEP), et les lésions de la moelle épinière (SCI), à la Cedar Foundation à Belfast, Irlande du Nord. Son utilisation a également été démontrée à l'UMH à Elche, avec l'usager demandant à être conduit à la cafétéria, puis demander à boire, et le boire à l'aide du bras exosquelettique.

Maintenant, il reste encore du travail à faire pour rendre le système plus facile à utiliser, moins cher et prêt pour le marché, dit le professeur García-Aracil.

Mais ce ne sont pas seulement les nouveaux fauteuils roulants de haute technologie qui peuvent augmenter la fonctionnalité pour les utilisateurs. Les chercheurs du projet FreeWheel développent un moyen d'ajouter des unités motorisées aux fauteuils roulants existants pour améliorer leur utilité dans les zones urbaines.

"Différents paramètres ont des défis différents, " a déclaré la coordinatrice du projet Ilaria Schiavi chez IRIS SRL à Turin, Italie. Par exemple, une personne en fauteuil roulant peut avoir du mal à monter ou à descendre sans aucune assistance physique à l'extérieur. Mais ce système pourrait permettre aux personnes utilisant des fauteuils roulants de vivre une expérience de fauteuil roulant automatisé, qu'elles soient à l'intérieur ou à l'extérieur, elle dit.

Louable

Les unités motorisées s'attacheraient aux fauteuils roulants manuels que les personnes possèdent déjà afin de les aider à se déplacer plus facilement et de manière autonome, Schiavi explique. Ceux-ci peuvent être loués pour de courtes périodes et adaptés en fonction de l'emplacement - un environnement intérieur ou extérieur - ou achetés, auquel cas serait complètement personnalisé à l'individu.

Les chercheurs développent également une application pour l'utilisateur qui inclurait des services tels que la commande d'un appareil sur mesure pour connecter le fauteuil roulant et l'unité, réservation de l'unité, le contrôler, et planifier un voyage dans les zones urbaines pour faire du shopping ou faire du tourisme.

"Vous avez des applications de mobilité qui vous permettent de réserver des voitures, par exemple. Notre application permettra au propriétaire d'un fauteuil roulant de s'abonner dans un premier temps au service, ce qui inclurait l'achat d'une interface personnalisée à utiliser entre leur propre fauteuil roulant et l'unité motrice qu'ils ont réservée, ", a déclaré Schiavi.

« Une interface simple et personnalisée permettra aux utilisateurs de fauteuils roulants de motoriser exactement leur appareil, tel qu'il est utilisé par eux, à un prix raisonnable."

La personnalisation est rendue possible grâce aux technologies de fabrication additive (AM), elle dit. Les technologies AM construisent des objets 3D en ajoutant des matériaux, comme le métal ou le plastique, couche par couche.

Schiavi et ses collègues explorent diverses utilisations pour les unités motorisées et l'année prochaine, l'équipe prévoit de tester ce système avec des personnes à mobilité réduite en Grèce et en Italie. Ils espèrent que, une fois développé, ils seront mis à disposition comme les vélos de ville dans les espaces publics tels que les attractions touristiques ou les centres commerciaux.