Les gants de rééducation souples sont devenus des outils populaires pour aider les patients souffrant de handicaps liés à la fonction de la main à récupérer le mouvement des doigts. Ces gants utilisent souvent des actionneurs pneumatiques souples qui utilisent la pression d'air pour générer des mouvements. Malgré des améliorations de conception significatives ces dernières années, de nombreux actionneurs souples disponibles présentent des inconvénients pour obtenir un mouvement bidirectionnel typique des articulations des doigts : ces actionneurs souples facilitent la flexion des doigts mais pas leur redressement (ou leur extension).
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 s'intègre parfaitement 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 accompli cet exploit. Le groupe de recherche comprenait également le Dr Shota Kokubu et M. Pablo E. Tortós Vinocour de l'École supérieure de sciences et d'ingénierie de l'Université de Chiba, au Japon. Ils ont publié leurs résultats dans Accès IEEE le 30 avril 2024.
Interrogé sur la motivation de l’étude, le professeur Yu explique : « Malgré une fonction partielle de la main, de nombreuses personnes âgées souffrant de handicaps liés à la fonction de la main que j'ai rencontrées ont besoin de toute l'attention du personnel soignant. Je me suis demandé si un dispositif d'assistance efficace et sûr pourrait renforcer la fonction de leur main pour les activités quotidiennes, les aidant ainsi à mieux profiter de la vie. Imaginez leur joie de manger leurs repas en utilisant leurs mains pour manipuler des cuillères ou des baguettes ! » L’APF a effectivement rapproché le monde d’une étape supplémentaire vers cette réalité.
Le FPA est le premier actionneur souple bidirectionnel modulaire articulé, grâce aux efforts du professeur Yu et de son groupe de recherche. Il est constitué d'une structure pliable à feuille unique qui ne se dilate que lorsqu'elle est sous pression, générant ainsi la force nécessaire à l'extension des doigts.
Le FPA facilite notamment l'extension des doigts dans les gants de rééducation souples sans compromettre la fonctionnalité existante offerte par les autres actionneurs souples, comme la flexion des doigts réalisée par des 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 produire un couple (force) suffisant pour les mouvements des doigts requis, y compris un couple de flexion articulaire de 0,17 Newton-mètre (Nm) et un couple de redressement estimé à 0,12 Nm.
La conception améliorée du gant de rééducation souple pourrait avoir des applications cliniques de grande envergure. Le professeur Yu mentionne quelques applications potentielles des gants de rééducation souples améliorés, toutes grâce à l'inclusion du FPA, « Les actionneurs souples modulaires hautes performances pourraient aider à restaurer la fonction manuelle dans les scénarios de télé-rééducation et d'établissement de soins. » Il ajoute, « Le nouvel actionneur souple a le potentiel d'être utilisé non seulement pour aider à la rééducation, mais aussi pour assister les activités de la vie quotidienne en tant que dispositifs d'assistance. En raison de sa sécurité inhérente, de sa grande fonctionnalité et de sa portabilité, ces dispositifs d'assistance peuvent jouer un rôle majeur dans notre société vieillissante. »
Le professeur Yu a également suggéré que les futures conceptions de gants de rééducation souples pourraient bénéficier d'une amélioration de la précision de fabrication et de systèmes de contrôle pour soutenir la rééducation spécifique aux articulations.
En conclusion, le professeur Yu et son groupe de recherche ont réussi à offrir de l’espoir à de nombreux patients souffrant de handicaps liés à la fonction de la main dans le monde entier, tout cela grâce au FPA et, par extension, à des gants de rééducation souples améliorés.
