maxon Story
Des prothèses abordables augmentent l'autonomie
Quand Easton LaChappelle, d´Unlimited Tomorrow, a commencé à travailler à sa première prothèse de main, il était encore adolescent. Six ans plus tard,les premiers prototypes ont laissé la place à un produit perfectionné, et Easton LaChapelle a pour objectif de mettre au point des prothèses robotisées constructibles à moindre coût. Disposer des bons moteurs DC et des bons réducteurs est, bien sûr, fondamental pour son projet.
Les personnes amputées et celles nées avec un membre en moins manquent de possibilités d'accéder à des prothèses robotisées de prix raisonnable et dont l'utilisation est fiable à long terme. En plus de la stigmatisation à laquelle ces personnes sont confrontées, les enfants doivent apprendre à vivre avec un handicap, composer avec le fait de ne pas ressembler aux autres, même d´être la risée de leurs camarades, ce qui peut avoir des conséquences dévastatrices.
Les prothèses classiques pour enfants et adultes coûtent entre 30 000 et 100 000 dollars. Comme les enfants grandissent et que leurs besoins évoluent, l´investissement est totalement hors de portée de nombreuses familles. En comparaison, Unlimited Tomorrow prévoit de lancer dans le courant de cette année une prothèse de main dotée d´une technologie avancée pour environ 10 000 dollars. L´objectif de la société est de rendre sa technologie abordable et accessible et elle a donc adopté des technologies émergentes révolutionnaires. Par exemple, les structures prothétiques robotisées de la main et du bras sont fabriquées au moyen d´un procédé d´impression 3D appelé «MultiJet Fusion» (MJF), capable de reproduire le teint de la peau et toute variation de couleur, comme des taches de rousseur ou de naissance. Les ongles sont aimantés et vous pouvez les vernir ou les personnaliser. C´est très important pour les enfants qui souhaitent ressembler à leurs camarades, à leurs frères et sœurs et veulent pouvoir vivre comme eux. Entre autres mesures, un scan du membre opposé est réalisé pour créer l´emboîture et le dispositif sur mesure pour la personne, garantissant une adaptation parfaite pour l'utilisateur sans tâtonnement.
L´apparence n´est évidemment qu´une facette des exigences auxquelles une prothèse doit répondre. La fonctionnalité et le confort d´utilisation sont essentiels pour qu´une prothèse robotisée puisse relever les défis de la vie quotidienne. M. LaChappelle a tout d´abord utilisé des technologies de masse pour mettre au point le design et confirmer les théories, avant de mettre au point ce qu´il fabrique aujourd´hui.
Imaginez que vous soyez soudainement privé/e de l´usage d´une main: c´est ce qu´une personne amputée ou née avec un membre en moins vit au quotidien. Et une fois que la prothèse fait partie intégrante de la vie d´une personne, une panne peut représenter une énorme source de frustration. La longévité et la fiabilité étaient donc essentielles. C´est ce qui a posé problème à l´entreprise lors de la conception des premiers modèles. Les moteurs et les réducteurs qu´elle avait choisis fonctionnaient assez bien, mais en raison des contraintes de l´utilisation quotidienne, surtout au vu des activités dynamiques des enfants, les composants tombaient souvent en panne après quelques mois de fonctionnement.
M. LaChapelle explique: «Il nous fallait trouver un moteur électrique et un réducteur non seulement précis et aux actions reproductibles, mais étant aussi bien plus fiables que ce que nous utilisions à l´époque.» Après avoir examiné les différentes possibilités, la société a décidé d´intégrer deux moteurs DC conçus et fabriqués par maxon (Taunton, MA). «Non seulement nous avons opté pour un moteur de meilleure qualité, mais nous disposons également d'une augmentation considérable de la vitesse et du couple avec le même format.»
La prothèse TrueLimb est équipée de deux moteurs DCX 12S et de réducteurs GPX 12HP.
Les moteurs DC maxon étant de petites dimensions, ils se logent facilement dans la prothèse de main robotisée d´un enfant, ce qui était un critère essentiel. «Nous avons pu utiliser les mêmes moteurs dans les modèles enfants et dans les modèles adultes, et par conséquent réduire le nombre de composants en stock nécessaires», a déclaré M. LaChappelle.
Ces moteurs sont logés dans la paume de la prothèse, avec toute l´électronique. Les moteurs, avec leur densité de puissance supérieure et une vitesse et un couple augmentés, utilisent des capteurs tactiles spéciaux pour le retour d´information, ce qui permet un contrôle précis de la préhension de la main robotisée.
Les produits maxon utilisés dans les prothèses de main sont les moteurs de la série DCX 12S et les réducteurs de la série GPX 12HP. Les moteurs DC à balais fonctionnent sur batterie pendant plusieurs jours, les batteries se rechargent au moyen d´un chargeur sans fil. Les moteurs peuvent fonctionner à des vitesses dépassant 9 000 tr/min, sur des tensions de 3 V à 12 V, pour obtenir une puissance de sortie de 1,6 W. Le couple maximum continu est d´environ 1,9 mNm. Les moteurs sont fabriqués avec des métaux précieux et des roulements à billes qui garantissent un fonctionnement fluide. Le GPX 12HP est un réducteur planétaire à fonctionnement silencieux sur une grande plage de rapports de réduction qui dépendent de la nature de l´application.
Le contrôle précis du dispositif de mouvement est assuré par des capteurs musculaires uniques développés par l´entreprise. Les données musculaires sont traitées à l´aide d´algorithmes d´intelligence artificielle, qui décodent l´intention de l´utilisateur avant de la traduire en mouvements de la main. Un retour tactile est incorporé dans le dispositif pour permettre de percevoir un toucher, créant ainsi une boucle de retour similaire à celle des personnes.
Charis
Charis, 16 ans, aime tricoter, jouer du piano, faire du baby-sitting et passer du temps avec sa famille. Elle a renoncé à porter une prothèse dès son plus jeune âge, en abandonnant un bras myoélectrique encombrant. Mais son membre manquant a amené son corps à développer de mauvaises habitudes, comme la compensation de la longueur de son bras, qui lui cause des douleurs à l´épaule. Avec TrueLimb, elle a désormais une posture plus équilibrée et peut faire des choses «normales» pour les autres, mais qui étaient impossibles pour elle jusqu´à présent, comme se faire une queue de cheval.
Natasha
Natasha est une fille de neuf ans qui sourit tout le temps, est très active et très joueuse. Née avec une anomalie au niveau du coude droit, elle a renoncé aux prothèses traditionnelles en raison de leur poids et de la gêne que représentait le port d´un harnais. Mais à mesure qu´elle se fixait de nouveaux objectifs, comme jouer du violon et faire de la gymnastique dans le style Ninja Warrior, elle a voulu bénéficier des propriétés avancées de TrueLimb pour pouvoir réaliser ses rêves.
Livre Blanc
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Unlimited Tomorrow:
L´aide aux enfants est l'un des piliers de l´action d´Unlimited Tomorrow. Ne se contentant pas de réaliser des prothèses esthétiques, ils prennent en compte les suggestions des utilisateurs pour les améliorer et en parfaire le fonctionnement, notamment en installant des moteurs dans la paume plutôt que dans le bras pour améliorer le mouvement du poignet. Mais il s'agit aussi d´augmenter l´acceptance de ces prothèses. Étant donné que chaque prothèse est fabriquée à partir d´un scan numérique haute résolution, elle est plus adaptée que les prothèses standard. Mais leur plus grand atout n'est ni leur couleur, ni leur fonctionnement, ni leur durabilité, mais au contraire le sourire des enfants et des adolescents qui les utilisent.
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Unlimited Tomorrow, maxon Group