La robotique d’assistance au mouvement de personnes en situation de handicap

Franck Geffard, ingénieur de recherche CEA-List, Université Paris-Saclay, présente le projet intégré PI3 « ASSISTMOV » du programme de recherche Robotique organique (O2R). Il étudie et prototype des systèmes robotiques de type exosquelettes (au sens large) pour l’assistance au mouvement humain (de la rééducation à la vie quotidienne), adaptés aux personnes en situation de handicap (PSH) avec une perte de mobilité importante du membre supérieur (MS) et/ou avec une perte de mobilité partielle du membre inférieur (MI).

Vous travaillez à repenser la conception des robots depuis le matériel jusqu’au logiciel, de manière à favoriser l’adaptation sociale et l’inclusion. Quelles sont les possibilités matérielles (écologiques ou non) et logicielles qui s’offrent à la conception des robots à ce jour et quelle(s) piste(s) favorisez-vous le cas échéant ?

Franck Geffard : En effet, le projet intégré PI3 ASSISTMOV va contribuer à sa façon à l’objectif du PEPR-O2R de repenser la conception des robots depuis le matériel jusqu’au logiciel, de manière à favoriser l’adaptation sociale et l’inclusion. Cela dit, pour le PI3, repenser la conception des robots est surtout, à l’origine, l’idée d’éviter de se lancer directement dans une solution technologique pour la soumettre ensuite aux Usagers, mais plutôt de co-concevoir cette solution directement avec les Usagers. Nous n’excluons pour le moment aucune solution, et nous privilégierons les solutions passives (sans moteur, ni batterie) lorsque cela est possible. D’ailleurs, le premier prototype de MI est purement passif. Pour les MS, l’actionnement sera sûrement classique, électro-magnétique ou pneumatique, car il est encore un peu tôt pour inclure des solutions électrostatiques dans les prototypes. Concernant la structure, à priori, nous allons nous situer à mi-chemin entre, les structures rigides auto-porteuses trop encombrantes, et les structures souples difficiles à piloter et offrant une transmission d’effort limitée. L’utilisation des textiles et l’emploi de fibres naturelles, sont également envisagés comme éléments de structure.

Vous visez à proposer des solutions de rupture, entre autres, sur le plan de la commande, la génération de mouvement, la détection d’intention ou encore la perception et de la compréhension de l’environnement. Quelle fluidité de commande et/ou de mouvement manque-t-il le plus souvent aux usagers ? Quelles perceptions nouvelles sur le plan social autant que psychologique vous ont-ils déjà remontées ?

F. G. : Les solutions de commande vont souvent de pair avec les solutions mécatroniques. Chaque évolution mécatronique donne lieu à une évolution de commande. Par ailleurs, dans le contexte des exosquelettes d’assistance aux PSH, la solution de commande est également étroitement liée à la capacité de mobilité résiduelle et à la pathologie de la personne utilisant cet exosquelette. Ainsi, les solutions de commandes d’interaction classiques seront disponibles pour les prototypes, mais des solutions plus évoluées (jeux différentiels, EMG (électromyogramme), …) seront explorées afin de tenter d’améliorer la complémentarité entre l’humain et le robot. Par ailleurs, des travaux sont également menés autour de la commande partagée, afin d’utiliser au mieux les mobilités résiduelles, et augmenter le sentiment de contrôle du dispositif. Un gros effort sera également fait sur la perception de l’intention et la communication avancée, afin d’espérer offrir des moyens pilotages utiles et les plus intuitifs possibles à l’utilisation. Concernant les remontées des Usagers, il est encore un peu tôt pour en parler, car l’étude AMUSE (Etude d’impact sur les usagers des dispositifs d’assistance du membre supérieur) vient juste d’être lancée.

Quels nouveaux éclairages les non spécialistes de la robotique (médecine physique et de réadaptation, ergothérapie, psychologie sociale, anthropologie, droit, neurosciences et design) ont-ils déjà apporté à la conception d’exosquelettes et prothèses ?

F. G. : Les partenaires cliniciens connaissent bien les difficultés rencontrées par les PSH, mais l’étude AMUSE, réalisée en collaboration avec la plupart des partenaires SHS, va encore étendre cette connaissance, et apporter des réponses quant aux manques des dispositifs d’assistance actuels, et aux attentes vis-à-vis des futurs dispositifs. Cela va se traduire par une expression de besoin d’innovation qui va guider les futurs développements. Mais d’ores-et-déjà, les notions de sentiments d’auto-efficacité et de contrôle, de perception d’autrui, d’effet transformant de la technologie sur l’activité, d’imaginaires humain/machine, de cadres normatifs, des usages, d’expériences de vie et d’agencements du corps par rapport technologie, d’appropriation, etc., ressortent aux cours des discussions et cadrent les réflexions et le sens que l’on peut donner aux développements. La cartographie de l’existant et l’ouverture vers une approche globale de l’assistance aux PSH, sont également un apport important pour éviter l’écueil de la solution sortie de l’imaginaire des technologues uniquement.

Concernant plus précisément les expertises en éthique et en économie, à quelles implications juridiques et à quels coûts faites-vous allusion ?

F. G. : Les normes concernant les dispositifs médicaux et les coûts associés sont à prendre en compte dès le départ. Il n’est en effet rien de plus frustrant que de faire un développement qui ne sera pas utilisé, car non abordable financièrement par les Usagers. Certains dispositifs ne vont même pas jusqu’à la commercialisation de masse, car la rentabilité est trop difficile à atteindre pour l’industriel. C’est pourquoi, nous avons pour objectifs, parfois contradictoires, à la fois de faire progresser la connaissance et l’état de l’art en robotique, mais également de concevoir des prototypes qui pourraient présenter un intérêt immédiat pour les Usagers. Les MI passifs sont un exemple d’effort sur ce deuxième objectif. Néanmoins, la suppléance d’une perte de mobilité importante des MS, est un problème complexe, et un projet de société qui nécessite encore certaines avancées technologiques peut-être non industrialisables complètement à la sortie du projet. Mais une approche modulaire a été pensée pour qu’idéalement il soit possible d’isoler, et de proposer l’industrialisation, des parties les plus matures.