Profil de recherche – L’intelligence du mouvement

Des chercheurs ont mis au point un système de rééducation robotique portable pour les personnes qui survivent à un AVC.

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Les victimes d'AVC qui perdent l'usage d'un bras pourraient bientôt recevoir l'aide d'un système intelligent de rééducation robotique assez petit pour être placé sur une table. Des chercheurs au Laboratoire de technologie et de systèmes d'aide intelligents à l'Université de Toronto et de l'Institut de réadaptation de Toronto ont conçu un prototype de ce système innovateur.

Selon l'Organisation mondiale de la santé (OMS), environ 15 millions de personnes subissent un AVC chaque année. Sur ce nombre, 5 millions gardent un handicap permanent, principalement au niveau du tronc. L'AVC endommage non seulement une partie du cerveau, mais aussi des parties du corps qui sont commandées par la partie du cerveau qui est endommagée.

Toutefois, il est prouvé que la rééducation peut donner au cerveau le signal de se réorganiser, de créer de nouveaux circuits pour rétablir la fonction dans les parties du corps atteintes. Le nouvel appareil, un « système robohaptique », s'inspire d'une technologie de rétroaction tactile. Les technologies haptiques (du grec haptein « toucher ») répondent au toucher de l'utilisateur et permettent d'appliquer de la force et des mouvements vibratoires ou autres.

Selon le Dr Alex Mihailidis, professeur agrégé au Département d'ergologie et d'ergothérapie de l'Université de Toronto, le nouvel appareil est important parce qu'il est petit (à peu près de la taille d'une grosse mallette) et utilise l'intelligence artificielle (IA).

Les autres dispositifs sur le marché sont massifs, ne peuvent être déplacés facilement, et sont d'un coût prohibitif. Le nouvel appareil portable pourrait être placé à côté du lit de personnes immobilisées, ou même servir à la rééducation à domicile, selon le Dr Mihailidis. Et il pourrait coûter une fraction du prix d'autres appareils de rééducation robotique – de 10 000 $ à 15 000 $ comparativement à 75 000 $ et plus.

Le patient place la main sur une poignée en forme de dôme au bout d'un bras de métal mobile articulé sur le côté de l'appareil. Le système robotique est relié à un ordinateur qui exécute plusieurs jeux vidéo de rééducation. Le bras robotique peut bouger de façon autonome, à différentes vitesses, pour aider à guider le mouvement du bras du patient.

« Le patient tient l'extrémité du bras mécanique, auquel il fait faire des va‑et‑vient avant‑arrière pour s'entraîner à faire des mouvements d'atteinte ou d'autres exercices avec le bras. Sur l'écran d'ordinateur devant lui, il a l'impression de conduire une voiture ou de réarranger des objets », dit le Dr Mihailidis.

Le module d'IA suit les habiletés et les limites du patient et les assimile. L'IA adapte en conséquence le mouvement du bras robotique et les tâches dans les jeux. « Par exemple, elle peut régler une certaine force ou résistance contre laquelle la personne pousse, ou fixer jusqu'où la personne devrait étendre le bras », dit‑il. Ce sont habituellement des paramètres que le thérapeute règle manuellement, mais l'appareil peut le faire automatiquement, et apprendre avec le temps.

Dans le cadre du processus de conception, les chercheurs ont sondé 230 spécialistes de la réadaptation et ergothérapeutes du Canada, de l'Australie, des États‑Unis et du Royaume-Uni. Le point de vue des thérapeutes a été pris en compte à toutes les étapes de la conception et des essais.

Deux autres appareils sont en train d'être construits, et ils seront mis à l'essai dans ce qui pourra être la première clinique de rééducation robotique au monde d'ici à la fin de l'été 2012. La clinique disposera de trois ou quatre appareils robotiques, et sera le lieu d'études cliniques comparant l'efficacité des appareils par rapport à des méthodes thérapeutiques normales.

« Lorsque nous aurons les résultats, que la clinique sera sur pied, et que nous aurons prouvé que le modèle d'une approche clinique semblable fonctionne, nous pourrons commercialiser l'appareil », dit le Dr Mihailidis.

« L'[intelligence artificielle] apprend des progrès accomplis par la personne grâce à ces exercices – c'est‑à‑dire dans quelle mesure elle s'en tire bien ou mal – et peut ensuite modifier les paramètres du jeu. »

– Dr Alex Mihailidis, Université de Toronto