Les humains et leurs deux bras ont accompli d’innombrables merveilles depuis la nuit des temps. Alors imaginez ce que nous pourrions réaliser avec un bras supplémentaire ! Certes, ce n’est pas demain la veille qu’un troisième membre nous pousserait quelque part (et où ?), mais la science prouve dès aujourd’hui que le cerveau serait tout à fait en mesure de prendre en compte et de contrôler ce bras en plus.
De nouvelles fonctions motrices
Silvestro Micera, ingénieur en neurosciences, et son équipe de l’École Polytechnique de Lausanne (EPFL) ont pu déterminer la manière dont les mouvement du diaphragme peuvent être utilisés pour contrôler avec succès un bras supplémentaire. « Il s’agit d’acquérir de nouvelles fonctions motrices », explique le co-auteur de l’étude, Solaiman Shokur. « Du point de vue du système nerveux, c’est une passerelle entre la réhabilitation et l’augmentation [du corps humain] ».
Cette étude, réalisée dans le cadre d’un projet financé par NCCR Robotics (le fonds national suisse pour la science), a pour objectif de créer un bras robotique portable pour assister le porteur dans des tâches quotidiennes ou dans le cadre d’opérations de recherche ou de sauvetage. Mais la véritable motivation derrière l’étude est surtout de « comprendre le système nerveux », décrypte Silvestro Micera.
« Si vous mettez au défi le cerveau de faire quelque chose de complètement nouveau, vous pouvez apprendre si le cerveau a la capacité de le faire et s’il est possible de faciliter cet apprentissage. Nous pouvons ensuite transférer ces connaissances pour développer, par exemple, des dispositifs d’assistance pour les personnes handicapées, ou des protocoles de réadaptation après un accident vasculaire cérébral». Silvestro Micera
Les chercheurs ont tout d’abord développé un environnement virtuel pour tester la capacité de l’utilisateur à contrôler un bras virtuel en utilisant les mouvements de son diaphragme. Des mouvements qui n’interfèrent pas avec d’autres actions comme le contrôle de ses bras physiologiques, sa capacité à parler ou à regarder.
Le cobaye porte un casque de réalité virtuelle, dans lequel il voit la représentation de ses deux bras et de ses mains, ainsi que le troisième bras au bout de laquelle la main compte six doigts, dont deux pouces : impossible de la confondre avec la main gauche ou droite ! Pour cette expérience, l’équipe a également mis au point un exosquelette pour ce troisième bras virtuel ; une ceinture détecte les mouvements du diaphragme.
« Le contrôle du troisième bras par le diaphragme est en fait très intuitif », soutient Giulia Dominijanni, étudiante en PhD, « les participants apprennent à contrôler le membre supplémentaire très rapidement ». Les chercheurs sont allés plus loin en concevant un bras robotique simplifié, qui ressemble davantage à une tige qui se rétracte ou s’allonge en fonction des besoins. Le test consiste à atteindre et survoler des cercles avec sa main gauche, sa main droite, ou sa main robotique.
La prochaine étape consiste à explorer des dispositifs robotiques plus complexes afin de réaliser des tâches réelles, à la fois dans le labo et en extérieur.
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Source : EPFL
