TPE : Comment est-il possible d'attraper un objet à l'aide d'un bras bionique ?

Résumé du document

Dans le passé, les hommes victimes d'amputations ou de maladies génétiques graves n'avaient pas l'espoir, un jour, de voir apparaître une invention leur permettant de retrouver une autonomie telle une personne dite ''normale''. Au fil du temps, l'homme a tout d'abord pensé à remplacer simplement le membre manquant par une prothèse donnant l'accessibilité à la marche mais que faire lorsque les membres supérieurs étaient atteints ? Ainsi, dans un premier temps l'homme a pensé au côté esthétique sans vraiment voir de réelle possibilité de reproduction des mouvements fonctionnels de la main. Cependant, l'évolution et les progrès dans le monde entier n'ont pas ignoré la nécessitée de l'homme à saisir ce dont il a besoin et c'est ainsi qu'une chaine sans fin s'est mise en place.
Aujourd'hui, il existe donc des bras bioniques très développés, comme celui de Jesse Sullivan dont la première version a été conçue en 2005. Cette toute première prothèse bionique a révolutionné le monde du handicap notamment en permettant à des personnes amputées de contrôler leurs prothèses par la simple pensée. Plus précisément, la prothèse est reliée à des électrodes, elles-mêmes positionnées au niveau du moignon qui interceptent les instructions émises par le cerveau au niveau des nerfs résiduels. Ces instructions vont alors être envoyées à un micro-ordinateur pour permettre de reproduire les mouvements d'articulation du bras. En plus de reproduire un membre qui ressemble extrêmement à un bras réel, cette nouvelle invention va permettre à l'individu de saisir n'importe quel objet et ainsi de retrouver une mobilité suffisamment importante pour acquérir sa propre autonomie. Depuis cette découverte des avancées considérables ont été réalisées. En effet, les progrès techniques ont permis aux scientifiques de reproduire l'ensemble des articulations y compris les doigts rendant le bras bionique aussi, voire plus performant, que le bras humain. Ainsi, nous avons été désireux de poursuivre nos recherches sur ce sujet et nous avons soulevé la question la plus fréquemment retrouvée, en l'occurrence :

Comment attraper un objet avec un bras artificiel ?
La préhension est tout d'abord la faculté ou l'action de saisir des objets quelconques avec la main, mais comment peut-on la reproduire artificiellement ? Cette prouesse technique et technologique nous a interpellés et nous nous sommes alors intéressés plus particulièrement à la reproduction de ce mécanisme et aux capteurs de pression présents dans le bras bionique. Pour mieux comprendre l'ensemble de ces mécanismes, nous avons souhaité visiter un laboratoire spécialisé en robotique ou tout simplement rencontrer une personne possédant un bras bionique pour pouvoir recueillir le témoignage de quelqu'un ayant une prothèse au quotidien (...)

Extraits

[...] La science fait un bond en avant à chaque décennie, c'est pourquoi une prothèse bionique dite ''intuitive'' pourrait faire son apparition d'ici quelques années. Certaines agences américaines proposent aujourd'hui un projet très innovant pour résoudre un problème de société majeur, à savoir, le développement d'une main artificielle munie de toutes les fonctionnalités d'une vraie main humaine. C'est un projet interdisciplinaire car il combine la recherche de pointe de la science des matériaux, la bio-technologie et l'étude des neurosciences cognitives. Certains projets,comme celui de l'agence Main smart,sont encore très visionnaires car ils exigent l'utilisation de l'état de recherche de pointe dans des domaines pertinents et tentent de restaurer la plus grande mobilité et une sensation à celui qui porte la prothèse. [...]

[...] - Un manomètre à eau forme de avec gradations au centimètre prés avec son tube flexible en plastique. - Deux ressorts en cuivre non contendants pour éviter de percer les membranes. Ceux ci sont situés au sein même des boîtes pour une mesure plus précise et une approche plus scientifique (observations faites après la 1er expérience). - élastiques et autres dispositifs de maintien des membranes et des ressorts. -Masses de différentes gammes/calibres à savoir 50g, 100g, 200g, réglé au millimètre prés pour le calcul de la distance séparant les deux boîtes (voir courbe d'étalonnage). [...]

[...] Nous pouvons alors nous demander quelles sont les limites concernant ces nouvelles technologie et si celles ci dépasseront un jour la puissance du bras humain ? VI) Synthèse Personnelle : Bibliographie : http://www.homme-bionique.com/bras-bionique/bras-bionique-prothese- controlee-par-la-pensee. http://www.techniques-ingenieur.fr/base-documentaire/mesures-analyses- th1/robotique-42398210/prehension-en-robotique-s7765/prehension-en- robotique-introduction-s7765avprop0001.html http://www.forumesoterique.com/artsnews-toute-l-actualite-les-nouvelles-de- l-etrange-f11/le-bras-bionique-une-prothese-commandee-par-la-pensee- t5068.htm. http://jnrr07.u-strasbg.fr/actes/presentations/session5/Zeghloul.pdf http://prouesse-medicale-lbb.e-monsite.com/rubrique,interface-cerveau- machine,173385.html http://lancien.cowblog.fr/neurones-signal-nerveux-et-fonctionnement-de- notre-cerveau-1261896.html http://www.cfnews13.com/article/news/2010/october/165932/Robot-heads-to-the- International-Space-Station-with-shuttle-Discoverys-crew (Robonaute http://forum.caliban-web.com/mecanique/main-caliban-t128-20.html ( bras robotisé) http://science.nasa.gov/media/medialibrary/2010/04/28/helloworld.jpg https://www.american-hospital.org/Le-dispositif-chirurgical-Da-Vinci-SI-R- revolutionne-la-chirurgie.robot+M55ae48ae 675.0 .html photo http://www.gearsolutions.com/article/detail/5921/duration-through- diversification (motion) http://www.gearsolutions.com/article/detail/5921/duration-through- diversificationHYPERLINK "http://www.gearsolutions.com/article/detail/5921/duration-through- diversification" (article sur le Motion Control Utah ) http://forum.caliban-web.com/mecanique/main-caliban-t128-20.html ( informations relatives aux bras robotisé) Schéma du mécanisme de préhension inspiré du Dr Jean Pierre Goussard http://adepa-69.pagesperso- orange.fr/Documents/Protheses/prothese_biohybride.htmHYPERLINK "http://adepa-69.pagesperso- orange.fr/Documents/Protheses/prothese_biohybride.htm" (L'institut des sciences du mouvement Etienne-Jule Marey : recherche sur la motricité des êtres vivants , en particulier Plasticité du système nerveaux et musculaire ) http://adepa-69.assoc.pagesperso-orange.fr/reeduc.htm et http://www.ism.univmed.frHYPERLINK "http://www.ism.univmed.fr/" ( détails des projets Touch bionic et programme ''révolutionner la prosthétique'' http://www.scienceetavenir.frHYPERLINK "http://adepa-69.pagesperso- orange.fr/Documents/Protheses/prothese_biohybride.htm" (Mots clés : peau électronique, peau qui permet une perception sensorielle de la part d'un amputé) . [...]

[...] (p.13 à 16) II. Le bras bionique Le fonctionnement du mécanisme de préhension chez le robot . (p.16 à 19) 2. Les applications désormais possibles grâce à cette nouvelle prouesse technique . (p.19 à 23) III . Conclusion : 1. La réponse à la problématique et bilan personnel du travail de l'année. (p.23 à 25) IV. Synthèse. [...]

[...] Elle s'avère capable de détecter une pression de 0 à 15 kilopascals, équivalente à celle d'une main humaine lorsqu'elle tape sur un clavier ou tient un objet. C'est une action simple pour un être humain qui sait comment tenir un œuf fragile sans le briser. Les chercheurs espèrent pouvoir redonner le sens du toucher aux personnes amputées à l'aide de prothèses recouvertes de cette peau et raccordées au système nerveux. ''Mais cette apparition enfantine constitue l'un des défis actuels pour la robotique'' Pr Ali Jvey. Car notre temps de réaction est de l'ordre de quelques millièmes de seconde donc quasiment instantané. [...]