Article paru en avril 2006Handicap : Le bras robotisé obéit au doigt et à l'œil
Quelques minutes de prise en main au lieu de dix heures de formation : l'interface visuelle développée par le CEA List simplifie à l'extrême la manipulation du bras robotisé Manus, utilisé par des personnes tétraplégiques pour les gestes de la vie quotidienne. La technologie, testée avec succès dans deux centres de rééducation, peut faire l'objet dès maintenant d'un transfert industriel.
La "commande référencée vision", domaine de recherche de pointe, fait une entrée spectaculaire dans l'univers du handicap : elle permet désormais à une personne tétraplégique de commander un bras robotisé à partir d'un simple écran, en désignant l'objet qu'elle souhaite obtenir !
"Manus, le bras que nous avons équipé, se commande normalement à partir d'un joystick et d'une programmation sur clavier, explique Rodolphe Gelin, du CEA List. Le processus est complexe car il faut gérer six degrés de liberté - trois rotations, trois translations - avec un joystick qui ne travaille qu'en avant-arrière ou gauche-droite." Le progrès obtenu se mesure en temps d'apprentissage : une dizaine d'heures pour le bras Manus seul, quelques minutes pour le même bras équipé de l'interface du List. "Une quarantaine de personnes valides et handicapées ont testé le système, dont une forte majorité ne connaissait pas Manus. Toutes l'ont utilisé vite et bien, à l'intuition, y compris des enfants de moins de 10 ans."
Il est vrai qu'avec l'interface visuelle, la tâche de l'utilisateur se résume désormais à "pointer" l'objet à saisir sur un écran. Ensuite, le bras travaille seul : sa pince est équipée de deux webcams dont les images sont exploitées pour calculer la distance pince-objet, puis poursuivre le déplacement dans la direction souhaitée. "Nous n'avons pas d'exigences élevées de vitesse ou de précision, justifie Rodolphe Gelin. De plus, cet asservissement aux images vidéo nous évite d'avoir à marquer les objets avec des mires, comme c'est le cas pour certaines applications de pointe de la commande référencée vision". En d'autres termes, cette technologie émergente est déclinée ici sous une forme parfaitement adaptée à l'utilisateur.
Car le bras robotisé n'est pas seulement plus facile à commander : il est aussi accessible à une population plus large, puisqu'il ne s'agit plus que de déplacer une flèche et de cliquer sur un écran. "C'est possible avec toute la batterie d'actionneurs que les ergothérapeutes emploient avec les personnes tétraplégiques : souris, contacteur actionné au pouce ou au souffle, suivi des mouvements de la tête, etc."
Pour Exact Dynamics, la société néerlandaise qui commercialise le bras, cette fonction additionnelle dont le coût ne devrait pas dépasser 1 000 euros ouvre de nouvelles perspectives. La société a vendu une centaine de Manus (prix : 28 000 euros) dans son pays, où de tels équipements sont largement subventionnés. En revanche, elle n'a pas abordé d'autres pays - en particulier la France - de manière volontariste. "Nous sommes bien sûr en contact avec eux, précise Rodolphe Gelin, mais à ce stade, tout reste ouvert. En particulier pour un industriel qui déciderait d'industrialiser et de commercialiser l'interface seule."
D'autres marchés pourraient s'intéresser à cette technologie : robotique pour le nucléaire, pour les interventions sous-marines sur les plates-formes off-shore, pour le déminage La tâche des opérateurs serait largement simplifiée puisqu'après le "pointage" initial, le système robotisé travaillerait seul.
Le laboratoire, qui a bénéficié pour ce projet du soutien de la Fondation des Caisses d'Epargne pour la solidarité, poursuivra en 2006 l'amélioration du système destiné aux tétraplégiques. Premier axe : ajouter une caméra panoramique pour que l'utilisateur puisse désigner des objets situés hors du champ de vision initial de la pince. Second axe : développer des algorithmes dits "d'indexation d'image" afin que le système reconnaisse l'objet visé (un livre, une bouteille, un combiné téléphonique ) et adapte sa stratégie de saisie : par exemple, faire glisser au préalable les objets plats jusqu'au bord de la table.