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Créer une prothèse de main intelligente qui apprend et s’adapte à la personne qui la porte, c’est l’un des projets menés depuis juin 2017 au sein de l’IUT de Mulhouse. Rencontre avec une équipe passionnée qui nous présente les étapes de réalisation et l’avenir de cette main myoélectrique.

D’une main mécanique à une prothèse intelligente

L’idée de créer une prothèse intelligente est née en juin 2017, lorsque Éline, une petite fille de 4 ans, pousse la porte du laboratoire Irimas (Institut de Recherche en Informatique, Mathématiques, Automatique et Signal) de l’IUT de Mulhouse. La main gauche d’Éline n’est pas formée ; cela rend difficiles de nombreuses actions du quotidien.

L’équipe du laboratoire lui fabrique une prothèse fonctionnelle, une main articulée qui grandit avec elle et lui permet de prendre et tenir les objets. Les 52 pièces de la prothèse sont imprimées en 3D et assemblées sur place. Aujourd’hui, Éline peut tenir un guidon de vélo et rouler en toute liberté !

Mulhouse une prothèse de main intelligente développée par l'IUT : prototype de la prothèse pour Eline
Prototype de la prothèse pour Eline

Passionnés par le projet, Djaffar Ould Abdeslam, enseignant-chercheur, Christophe De Sabbata, technicien-animateur de l’IUTLab, Sophie Guitard et Michaël Szand, alors étudiants en GEII (Génie Électrique et Informatique Industrielle), Cédric Charpentier, étudiant en master, et Somar Karheili, doctorant en intelligence artificielle, décident de pousser le projet plus loin avec la réalisation d’une main myoélectrique.

L’objectif est de développer plusieurs degrés de liberté et de fonctionnalités. Grâce à l’intelligence artificielle, c’est la main qui s’adapte à la personne et non l’inverse. « La main a 26 degrés de liberté », précise Djaffar Ould Abdeslam.

« Mon rêve, c’est d’arriver à créer une main capable de jouer du piano ! Alors, tout sera possible. »

Traiter et interpréter les signaux électriques transmis aux muscles

Comment fonctionne une main myoélectrique ? Tout part du cerveau : c’est lui qui fait bouger les muscles de notre corps. Pour ce faire, il envoie des signaux au muscle concerné, qui sont en fait des impulsions électriques.

Mulhouse une prothèse de main intelligente développée par l'IUT : les impulsions électriques sont traitées par l'intelligence artificielle
Les impulsions électriques sont traitées par l’intelligence artificielle

Dans le cadre de la réalisation de la main myoélectrique, ces signaux vont être traités par l’intelligence artificielle. Ainsi, les algorithmes développés par l’équipe du laboratoire vont interroger ces signaux, qui sont très faibles : quel est le type de signal envoyé ? Quel type d’action commande-t-il ?

Lors de son stage au sein du laboratoire, Michaël a développé le programme informatique présent dans la prothèse. « Ma mission a consisté à gérer les interactions entre le capteur et la prothèse. Il fallait faire en sorte de récupérer les données du capteur et de les transmettre à la prothèse pour que celle-ci s’actionne. » Les données du capteur vont ainsi transiter en Bluetooth jusqu’à un nano-ordinateur, puis à un micro-contrôleur embarqué sur la prothèse. Assis devant un ordinateur, Michaël fait une démonstration : la prothèse est reliée à des électrodes positionnées sur son bras ; lorsqu’il ferme le point, la main myoélectrique fait de même.

Mulhouse une prothèse de main intelligente développée par l'IUT : Sophie Guitard et Michael Szand étudiants de GEII
Sophie Guitard et Michael Szand, étudiants de GEII

Sophie, quant à elle, a travaillé à caractériser les différents types de signaux au niveau des muscles en les associant aux mouvements de la main. « C’est du Machine Learning : on apprend à un système à faire quelque chose, à différencier les données, à les traiter et à les améliorer. »

Un développement open source et collaboratif

Financé par la Fondation partenariale Haute-Alsace, le projet de réalisation de la main myoélectrique tient autant de l’humanitaire que de la recherche. Au programme en 2021 : participer à des compétitions et travailler en étroite collaboration avec des médecins et des professionnel(le)s des sciences sociales.

Mulhouse une prothèse de main intelligente développée par l'IUT : Djaffar Ould Abdeslam enseignant-chercheur et Christophe de Sabbata technicien animateur de l'IUTLab
Christophe de Sabbata et Djaffar Ould Abdeslam

L’ensemble des développements sont open source : il n’y aura pas de dépôt de brevet et la main myoélectrique créée par le laboratoire Irimas ne sera pas commercialisée. « Nous voulons partager les connaissances acquises et laisser le champ libre à l’amélioration de la prothèse.

C’est un travail collaboratif. Nous le faisons pour aider, c’est indiscutable » conclut Djaffar Ould Abdeslam.

Publié mardi 20 octobre 2020 à 11h11

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