Les robots d'entraînement : la révolution thérapeutique

Les deux spécialistes suisses de la robotique ont développé une nouvelle presse à jambes pilotée par ordinateur qu'ils destinaient en premier lieu aux sportifs. Mais cet appareil à robotique douce a permis très vite des succès thérapeutiques inattendus en cas de blessure et de maladie.

L'appareil a peu de similitudes avec les presses à jambes des salles de gym. Les seuls points communs sont le siège et les deux plateformes. Toute personne qui s'assied sur l'Allegro (Adaptive Leg Robot) dispose alors d'un partenaire d'entraînement unique au monde qui utilise la technique des robots doux, contient des composants industriels de motorisation et de sécurité dernier cri et qui dispose également d'un système informatique à apprentissage automatique. L'homme et la machine collaborent et obtiennent d'étonnants résultats.

Un muscle pneumatique est au cœur du système
Allegro a été conçu par les deux spécialistes de robotique Max Lungarella et Raja Dravid, fondateurs de la société Dynamic Devices AG. Ils avaient auparavant étudié les systèmes robotiques à l'Artificial Intelligence Laboratory de l'Université de Zurich, laboratoire où ils ont développé le premier prototype d'Allegro en 2007.

Leur objectif était de construire un appareil high-tech pour les sportifs, une machine extrêmement dynamique capable de surveiller tous les entraînements et de les analyser pour être en mesure de proposer les exercices suivants. L'appareil fonctionne avec un muscle pneumatique qui applique très rapidement des forces importantes aux plateformes. La machine est en mesure de concevoir des exercices à différents niveaux de difficulté.

Exemple : la personne doit suivre au plus près la ligne indiquée en appuyant sur les plateformes ou en repliant les jambes. L'ordinateur réduit ou augmente les forces appliquées, progressivement ou par à-coups. La personne doit donc compenser sans cesse ces variations, ce qui représente un effort considérable mais extrêmement efficace. L'entraînement n'est pas que physique, il est aussi mental. «Notre système stimule cette interaction dynamique», explique Max Lungarella. Et cela fonctionne encore bien mieux que les deux développeurs ne l'ont imaginé au début.

«Notre système stimule cette interaction dynamique entre le corps et l'esprit.» Max Lungarella, Dynamic Devices

En effet, ils ont découvert presque par hasard l'effet positif de leur système d'entraînement sur les patients souffrant de maladies neuromusculaires ou de problèmes orthopédiques. Certaines personnes ont soudain recommencé à bouger les jambes sur l'Allegro alors que cela semblait impossible. Et les patients victimes d'AVC ont fait rapidement des progrès très importants dans le réapprentissage des mouvements. Des études sont ensuite venues étayer ces résultats. Ce qui a amené les développeurs de cet appareil à robotique douce à se concentrer avant tout sur la rééducation. Et c'est là que les moteurs maxon entrent en jeu.

Pour que l'Allegro puisse être homologué en tant que matériel médical, il doit comprendre un composant de sécurité décisif : une butée réglable qui empêche que la presse dépasse un certain angle. Il s'agit d'un facteur de protection important en particulier pour les patients devenus incapables de plier les genoux complètement. Un moteur EC 45 sans balais se charge de positionner la butée de sécurité. Une fiabilité absolue est un critère majeur, même le critère principal auquel le moteur doit répondre. «Un moteur maxon représente pour nous l'assurance que cette exigence est respectée», déclare Lungarella. La structure compacte et l'électronique intégrée du moteur plat sont des atouts supplémentaires.

Une combinaison à succès d'entraînement et de commande
Un autre moteur plat maxon, un EC 90 à rotor externe, est chargé du positionnement automatique du siège. Pour cela, Dynamic Devices a combiné le moteur sans balais avec un réducteur planétaire et la commande de positionnement ESCON 50/5. Les entraînements maxon sont un composant important de l’appareil de rééducation et assurent sécurité et confort des patients.

Le succès simple mais ludique
Même si Dynamic Devices est une entreprise jeune, elle a déjà obtenu des succès significatifs. La collaboration étroite d'ingénieurs, de scientifiques, de médecins et de thérapeutes a permis, en développant l'Allegro, de donner à de nombreux patients l'espoir de retrouver un meilleur sens du mouvement. L'entraînement a une part décisive dans ce résultat, alors que les programmes de rééducation l'ignoraient souvent jusqu'ici. Pas question d'oisiveté sur l'Allegro. En effet, une personne souhaitant vraiment s'améliorer et obtenir de meilleurs résultats atteindra son objectif rapidement. La véritable motivation est primordiale : Dynamic Devices a donc décidé de privilégier l'aspect ludique. Lorsque les patients pilotent avec les jambes un pingouin qui dévale une pente sur le ventre et leur permet d'engranger beaucoup de points, l'effort passe alors au second plan et la rééducation semble presque facile.

Les premiers hôpitaux et centres de rééducation misent déjà sur cette forme d'entraînement. D'autres établissements doivent suivre. L'étape suivante est une expansion dans toute l'Europe. Dans le même temps, Max Lungarella et Raja Dravid travaillent à rendre leur appareil de rééducation robotisé encore plus intelligent. En effet, ils ne veulent en aucun cas se reposer sur leurs lauriers.

 © maxon motor ag

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