Axe 2 - étude 9
Etude de la faisabilité d'un mécanisme d'assistance à la marche dédié aux personnes âgées.
Chez l'humain, l'âge engendre des difficultés de locomotion et de stabilité vestibulaire dues à des pathologies musculo-squelettiques ou cérébrales. Cependant pouvoir se déplacer, bouger est important afin de pouvoir préserver, voire recouvrir partiellement ses capacités cognitives après une fracture ou un accident vasculaire cérébral par exemple.
Notre objectif est d'étudier la faisabilité d'un mécanisme d'assistance à la marche et à la station debout qui soit adapté à la personne âgée. Des mécanismes exosquelettes existent ou sont en cours de développement dans le cadre militaire ou industriel. L'objectif est de compenser les efforts de la gravité supportée par la personne pour améliorer son confort ou lui permettre de transporter des charges lourdes. Pour prendre en compte les conséquences des pathologies dues à l'âge, nous prévoyons de collecter par les biomécaniciens et les médecins des données cliniques et de les analyser. S'il apparaît un déficit de souplesse, de motricité, de stabilité vestibulaire, d'amplitude de mouvement nous chercherons les caractéristiques du mécanisme d'assistance à la marche sur lesquelles nous pouvons agir pour compenser ses déficits. Selon les résultats de notre étude, nos efforts porteront sur les verrous scientifiques suivant :
1 - Ajout de ressort/amortisseur passif ou actif pour atténuer les impacts sur le sol tout en atténuant l'accroissement de consommation d'énergie engendré par cet ajout.
2 - Distribution des points d'accroche du mécanisme sur le corps de la personne pour tenir compte de la douleur (appui pénible etc.).
3 - Placement des actionneurs en contre poids en vue de diminuer le plus possible le risque de chute, voire stopper une chute et ainsi accroître le domaine de stabilité vestibulaire de la personne.
4 - Nombre et type d'appui en fonction du risque de chute. Ajout de roue de maintien dans les cas extrêmes lors de la locomotion.
5 - Limitation des efforts antagonistes exercés par le mécanisme sur la personne.
Cette étude se fera en simulation dans le plan sagittal.
Par ailleurs, le déplacement des malades dans leur chambre est souvent une tâche difficile et pénible pour le patient lui-même et le personnel soignant. Par exemple, le simple fait de se lever peut s'avérer très difficile pour le patient. Un autre objectif de ce projet de recherche est ainsi d'évaluer la mise en oeuvre d'une solution robotisée pour le déplacement de malades dans leur chambre d'hôpital. Les robots parallèles à câbles sont des candidats intéressants pour ce type de tâche. Ils permettent en effet de travailler sur de très grandes dimensions et de manipuler des charges importantes. Ils présentent également la particularité d'être modulables et légers et de pouvoir être suspendus dans une pièce.
Les verrous scientifiques suivants devront être levés :
1 - Détermination du nombre de points d'accroche au plafond nécessaires et le type de motorisation ;
2 - Détermination de la position optimale des points d'accroche au plafond afin de maximiser les performances cinématique, dynamique et élasto-statique du robot et de maximiser la taille de son espace de travail faisable ;
3 - Développer une méthode pour le calcul rapide de l'espace de travail faisable d'un robot parallèle à câbles ;
4 - Gestion des collisions entre les câbles du robot et l'environnement ;
5 - Garantir la sécurité du patient et du personnel soignant avec la solution développée
Notre objectif est d'étudier la faisabilité d'un mécanisme d'assistance à la marche et à la station debout qui soit adapté à la personne âgée. Des mécanismes exosquelettes existent ou sont en cours de développement dans le cadre militaire ou industriel. L'objectif est de compenser les efforts de la gravité supportée par la personne pour améliorer son confort ou lui permettre de transporter des charges lourdes. Pour prendre en compte les conséquences des pathologies dues à l'âge, nous prévoyons de collecter par les biomécaniciens et les médecins des données cliniques et de les analyser. S'il apparaît un déficit de souplesse, de motricité, de stabilité vestibulaire, d'amplitude de mouvement nous chercherons les caractéristiques du mécanisme d'assistance à la marche sur lesquelles nous pouvons agir pour compenser ses déficits. Selon les résultats de notre étude, nos efforts porteront sur les verrous scientifiques suivant :
1 - Ajout de ressort/amortisseur passif ou actif pour atténuer les impacts sur le sol tout en atténuant l'accroissement de consommation d'énergie engendré par cet ajout.
2 - Distribution des points d'accroche du mécanisme sur le corps de la personne pour tenir compte de la douleur (appui pénible etc.).
3 - Placement des actionneurs en contre poids en vue de diminuer le plus possible le risque de chute, voire stopper une chute et ainsi accroître le domaine de stabilité vestibulaire de la personne.
4 - Nombre et type d'appui en fonction du risque de chute. Ajout de roue de maintien dans les cas extrêmes lors de la locomotion.
5 - Limitation des efforts antagonistes exercés par le mécanisme sur la personne.
Cette étude se fera en simulation dans le plan sagittal.
Par ailleurs, le déplacement des malades dans leur chambre est souvent une tâche difficile et pénible pour le patient lui-même et le personnel soignant. Par exemple, le simple fait de se lever peut s'avérer très difficile pour le patient. Un autre objectif de ce projet de recherche est ainsi d'évaluer la mise en oeuvre d'une solution robotisée pour le déplacement de malades dans leur chambre d'hôpital. Les robots parallèles à câbles sont des candidats intéressants pour ce type de tâche. Ils permettent en effet de travailler sur de très grandes dimensions et de manipuler des charges importantes. Ils présentent également la particularité d'être modulables et légers et de pouvoir être suspendus dans une pièce.
Les verrous scientifiques suivants devront être levés :
1 - Détermination du nombre de points d'accroche au plafond nécessaires et le type de motorisation ;
2 - Détermination de la position optimale des points d'accroche au plafond afin de maximiser les performances cinématique, dynamique et élasto-statique du robot et de maximiser la taille de son espace de travail faisable ;
3 - Développer une méthode pour le calcul rapide de l'espace de travail faisable d'un robot parallèle à câbles ;
4 - Gestion des collisions entre les câbles du robot et l'environnement ;
5 - Garantir la sécurité du patient et du personnel soignant avec la solution développée
Mis à jour le 20 janvier 2015.