L’actionneur de sac pliable permet l’extension des doigts dans les gants de rééducation

Les gants de rééducation souples sont devenus des outils populaires pour aider les patients souffrant de troubles de la fonction de la main à restaurer les mouvements des doigts. Ces gants utilisent souvent des actionneurs pneumatiques souples qui utilisent la pression de l’air pour créer un mouvement. Malgré des améliorations de conception significatives ces dernières années, de nombreux actionneurs souples disponibles présentent des inconvénients dans la réalisation de mouvements bidirectionnels typiques des articulations des doigts – de tels actionneurs souples facilitent la flexion (ou la flexion) des doigts, mais ne les étendent pas (ou ne les redressent pas).

Un groupe de chercheurs biomédicaux de l’Université de Chiba a réussi à surmonter cette limitation de conception en développant un nouvel actionneur de poche pliable (FPA) qui peut être intégré de manière transparente aux actionneurs souples existants dans les gants de rééducation. Le professeur Wenwei Yu du Center for Frontier Medical Engineering de l’Université de Chiba, au Japon, a dirigé le groupe de recherche qui a réalisé cet exploit. Le groupe de recherche comprenait également le Dr. Shota Kokubu et M. Pablo E. Tortós Vinocour de la Graduate School of Science and Engineering, Université de Chiba, Japon. Ils ont publié leurs résultats dans Accès IEEE le 30 avril 2024.

Interrogé sur la motivation pour étudier, le professeur Yu explique : « Malgré une fonction manuelle limitée, de nombreuses personnes âgées souffrant de handicaps liés à la fonction manuelle que j’ai rencontrées nécessitent toute l’attention des professionnels de la santé. Je me demandais si une aide efficace et sûre pourrait renforcer la fonction de leurs mains dans les activités quotidiennes. Aidez-les à mieux profiter de la vie en utilisant leurs mains pour manger avec des cuillères ou des baguettes ! Le FPA a en fait rapproché le monde de cette réalité.

Le FPA est le tout premier actionneur souple bidirectionnel articulaire-modulaire grâce aux efforts du professeur Yu et de son groupe de recherche. Il se compose d’une structure plate et pliable constituée d’une seule feuille qui se dilate uniquement lorsqu’une pression est appliquée, créant la force nécessaire à l’extension du doigt.

En particulier, le FPA facilite l’extension des doigts dans les gants de rééducation souples sans compromettre la fonctionnalité existante des autres actionneurs souples, tels que : B. flexion des doigts à l’aide d’actionneurs à base d’élastomère renforcé de fibres. Ils ont confirmé leurs résultats par des tests sur un modèle de doigt synthétique. Les résultats du modèle ont montré que l’actionneur souple intégré pouvait générer un couple (force) suffisant pour les mouvements des doigts requis, y compris un couple de flexion articulaire de 0,17 Newton mètres (Nm) et un couple directionnel estimé de 0,12 Nm.

La conception améliorée du gant de rééducation souple pourrait avoir de nombreuses applications cliniques. Le professeur Yu mentionne quelques applications possibles des gants de rééducation souples améliorés, tout cela grâce à l’implication de la FPA, « Des actionneurs souples modulaires hautes performances pourraient aider à restaurer la fonction de la main dans les scénarios de télérééducation et d’établissements de soins infirmiers. » Il ajoute, « Le nouvel actionneur souple a le potentiel d’être utilisé comme une aide non seulement pour soutenir la réadaptation, mais aussi pour soutenir les activités quotidiennes. En raison de leur sécurité inhérente, de leur haute fonctionnalité et de leur portabilité, de tels appareils d’assistance pourraient jouer un rôle important dans notre société vieillissante. »

Le professeur Yu a également suggéré que les futures conceptions de gants de rééducation souples pourraient bénéficier d’une précision de fabrication et de systèmes de contrôle améliorés pour soutenir la rééducation spécifique aux articulations.

En résumé, le professeur Yu et son groupe de recherche ont réussi à donner de l’espoir à de nombreux patients souffrant de handicaps liés aux fonctions de la main dans le monde grâce au FPA et donc également grâce à des gants de rééducation souples améliorés.