L'équipe de chercheurs dirigée par le neuro-ingénieur Silvestro Micera a franchi une étape significative dans le domaine de la robotique en développant un bras robotique contrôlé par la respiration. Ce bras mécanique, testé initialement en réalité virtuelle, offre une indépendance totale par rapport aux autres parties du corps, constituant ainsi un membre additionnel sans interférence.
Lorsque l'on évoque les robots, l'image classique d'une silhouette humanoïde nous vient souvent à l'esprit. Toutefois, l'équipe de recherche du neuro-ingénieur Silvestro Micera a conçu une machine qui transcende cette vision conventionnelle. Ce bras robotique novateur est entièrement contrôlé par la respiration, offrant ainsi des perspectives tant dans le domaine de l'assistance aux personnes suite à un accident que dans celui de l'amélioration des capacités humaines.
En effet, avant la création d'un prototype physique, les chercheurs ont mis en œuvre des tests en réalité virtuelle. Plus de 150 sessions ont été menées avec 61 participants en bonne santé, équipés d'un exosquelette et d'un casque HTC Vive. Les participants voyaient à l'écran trois bras virtuels, dont un avec une main symétrique de six doigts, contrôlé uniquement par la respiration. Les mouvements du diaphragme permettaient de faire bouger ce bras de manière intuitive, sans affecter la capacité de l'utilisateur à parler de manière cohérente.
Giulia Dominijanni, doctorante à l'Institut Neuro-X de l'École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), explique que le contrôle du bras supplémentaire avec le diaphragme est "très intuitif", et que les utilisateurs apprennent rapidement à manipuler ce membre virtuel. Les expériences ont démontré que le bras supplémentaire pouvait bouger indépendamment du reste du corps, sans perturber ses autres fonctions.
Fort des résultats obtenus en réalité virtuelle, l'équipe a développé une version physique simplifiée du bras robotique. Ce dernier se présente sous la forme d'une baguette qui se déplie lorsque l'utilisateur contracte le diaphragme. Les expériences ont confirmé que cette version physique fonctionnait sans problème.
Silvestro Micera souligne que l'objectif premier est de comprendre le système nerveux et ses capacités d'adaptation à de nouvelles tâches. Cette connaissance pourrait être exploitée pour concevoir des dispositifs d'assistance aux personnes handicapées ou des protocoles de rééducation après un accident vasculaire cérébral.
L'expérience démontre que cette technologie n'est pas limitée à une catégorie spécifique d'utilisateurs. Silvestro Micera précise que l'acquisition de nouvelles fonctions motrices "va au-delà des fonctions existantes d'un utilisateur lambda, qu'il s'agisse d'une personne valide ou souffrant d'un handicap". Cette approche ouvre la voie à une amélioration potentielle des capacités humaines grâce à l'intégration de machines.
Le bras-robot présenté ici fait partie d'un projet de recherche plus vaste qui explore différentes stratégies de contrôle, allant au-delà du simple contrôle par la respiration. Les chercheurs ont également testé la capacité des muscles de l'oreille à effectuer des tâches inhabituelles, démontrant ainsi la diversité des applications potentielles de cette approche innovante.
