Un gant souple à base d'actionneurs pneumatiques en nid d'abeille pour les soins d'assistance et la rééducation

Article du 30 août 2023

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par Ingrid Fadelli , Tech Xplore

Ces dernières années, les roboticiens et les informaticiens ont développé une variété de systèmes très innovants qui pourraient aider les personnes handicapées physiques, améliorer leur qualité de vie et faciliter leur réadaptation. Ces systèmes incluent des technologies portables douces, telles que des gants d’assistance intelligents.

De nombreux gants intelligents développés précédemment ont été fabriqués à l’aide d’actionneurs pneumatiques à base de tissu (FPA), qui sont essentiellement des textiles capables de produire des mouvements spécifiques. Bien que certains de ces systèmes aient obtenu des résultats prometteurs, ils ne peuvent généralement produire que quelques mouvements avec peu de force, ce qui limite leur utilisation généralisée en rééducation et en soins d'assistance.

Des chercheurs de l'Université du Sud-Est en Chine ont récemment créé un nouveau gant souple capable d'atteindre une force de sortie bien supérieure à celle des autres gants introduits dans le passé. Ce gant, présenté dans Transactions on IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering, est basé sur un actionneur pneumatique souple avec une structure en nid d'abeille.

"Les FPA conventionnels présentent généralement une force de sortie limitée, limitant ainsi les applications de tels gants", ont écrit Jianwei Lai, Aiguo Song et leurs collègues dans leur article.

"Cet article présente le développement d'un nouvel actionneur pneumatique en nid d'abeille (HPA) construit à l'aide d'un revêtement flexible en polyuréthane thermoplastique (TPU) par le biais de techniques de pressage à chaud ou de soudage par ultrasons."

Le HPA qui sous-tend le fonctionnement du nouveau gant intelligent effectue des mouvements en pliant et en pliant un airbag, ce qui signifie qu'il ne repose pas entièrement sur des déformations physiques et une pression d'air élevée. Grâce à sa conception unique, l'actionneur peut permettre aux doigts du gant de se plier davantage selon leurs angles et de saisir les objets avec une plus grande force.

"Par rapport aux actionneurs pneumatiques à base de tissu à double couche (DLFPA) précédemment utilisés, les HPA génèrent une augmentation remarquable de 862 % de la force de sortie finale", ont expliqué Lai, Song et leurs collègues. "Il peut produire une force de pointe de 13,57 N à une pression de 150 kPa. L'intégration des HPA sur un gant pneumatique souple permet de faciliter diverses activités de la vie quotidienne."

Pour évaluer leur gant souple, les chercheurs ont mené une série d'essais cliniques impliquant neuf patients qui avaient perdu la capacité de bouger correctement leur main à la suite d'un accident vasculaire cérébral et qui suivaient une rééducation physique. Il a été demandé à ces patients de bouger leurs doigts avec et sans l'aide du gant à base de HPA.

Lors de leurs essais cliniques. les chercheurs ont utilisé deux tests pour évaluer la force avec laquelle les doigts bougeaient et la force de préhension. Cela leur a permis d'évaluer les effets du gant sur la capacité des patients à bouger leurs doigts, à tenir un objet et également d'estimer dans quelle mesure les patients pouvaient utiliser correctement leurs mains.