Le CYBATHLON 2020, o\u00f9 des athl\u00e8tes handicap\u00e9s font des t\u00e2ches quotidiennes jusqu\u2019alors impossible \u00e0 r\u00e9aliser gr\u00e2ce \u00e0 des technologies de pointe, n\u2019est pas qu\u2019une simple comp\u00e9tition internationale. Les organisateurs de l\u2019ETH Zurich (Centre national de comp\u00e9tence et de recherche en robotique de Zurich) ont cr\u00e9\u00e9 cet \u00e9v\u00e9nement pour qu\u2019il devienne une plateforme pour le d\u00e9veloppement de technologies d\u2019assistance bionique qui cherchent \u00e0 offrir une meilleure vie aux personnes handicap\u00e9es.<\/p>\n
Cette ann\u00e9e, cet \u00e9v\u00e9nement a eu lieu \u00e0 la mi-novembre et Kaspersky \u00e9tait un des partenaires de l\u2019\u00e9quipe russe.<\/p>\n
CYBATHLON se divise en six \u00e9preuves\u00a0: dext\u00e9rit\u00e9 avec proth\u00e8se de bras (Powered Arm Prosthesis<\/em>), parcours d\u2019obstacles avec proth\u00e8se de jambes (Powered Leg Prosthesis<\/em>), course d\u2019exosquelettes robotis\u00e9s (Powered Exoskeleton<\/em>), course en fauteuil roulant motoris\u00e9 (Powered Wheelchair<\/em>), course cycliste avec stimulation musculaire \u00e9lectrique (Functional Electrical Stimulation bike<\/em>), et course virtuelle avec contr\u00f4le mental (Brain\u2013Computer Interface<\/em>).<\/p>\n Les participants ne cherchent pas seulement \u00e0 obtenir la m\u00e9daille d\u2019or mais montrent de quoi ces derniers appareils d\u2019assistance sont capables. Par exemple, gr\u00e2ce \u00e0 une proth\u00e8se de bras bionique les porteurs peuvent visser une ampoule ou sentir ce qu\u2019il y a dans une bo\u00eete. De plus, les fauteuils roulants les plus modernes permettent \u00e0 ceux qui s\u2019en servent de monter les escaliers. Cet \u00e9v\u00e9nement encourage les d\u00e9veloppeurs \u00e0 am\u00e9liorer leurs produits puisqu\u2019il s\u2019agit non seulement d\u2019une comp\u00e9tition pour les athl\u00e8tes mais aussi d\u2019une d\u00e9monstration pour les \u00e9quipes qui d\u00e9veloppent ces technologies.<\/p>\n Dans cet article, nous allons parler des technologies pass\u00e9es, pr\u00e9sentes et futures.<\/p>\n L\u2019utilisation des proth\u00e8ses est ancienne. La premi\u00e8re r\u00e9f\u00e9rence connue \u00e0 un membre artificiel appara\u00eet dans le Rig-Veda<\/em>, une collection d\u2019hymnes en sanskrit de l\u2019Inde antique qui remonte au deuxi\u00e8me si\u00e8cle av. J.-C., notamment parce que les dieux donnent \u00e0 la l\u00e9gendaire guerri\u00e8re Vishpala<\/a> une jambe de fer apr\u00e8s l\u2019avoir perdue dans une bataille. Les proth\u00e8ses arch\u00e9ologiques sont presque aussi anciennes. Par exemple, un orteil en bois d\u2019environ 3 000 ans<\/a> a \u00e9t\u00e9 d\u00e9couvert en \u00c9gypte et une jambe en bronze de pr\u00e8s de 2 300 ans a \u00e9t\u00e9 trouv\u00e9e dans la ville italienne de Capoue.<\/p>\n Suivant leurs origines lointaines, les membres artificiels n\u2019ont pratiquement pas chang\u00e9 pendant des mill\u00e9naires. Ensuite, au seizi\u00e8me si\u00e8cle, des scientifiques ont cr\u00e9\u00e9 la premi\u00e8re proth\u00e8se m\u00e9canique<\/a>, avec des points d\u2019articulation que les porteurs pouvaient contr\u00f4ler en utilisant un autre membre ou en contractant les muscles.<\/p>\n Apr\u00e8s la Seconde Guerre mondiale<\/a>, un autre type de proth\u00e8se a fait son apparition\u00a0: bio\u00e9lectrique (aussi appel\u00e9e myo\u00e9lectrique ou bionique). Les proth\u00e8ses bio\u00e9lectriques transforment l\u2019activit\u00e9 des muscles du membre r\u00e9siduel en signaux \u00e9lectriques, ce qui permet au dispositif d\u2019entrer en mouvement.<\/p>\n De nos jours, au vingt-et-uni\u00e8me si\u00e8cle, les scientifiques sont sur le point de faire une autre grande avanc\u00e9e avec le d\u00e9veloppement de proth\u00e8ses bioniques \u00e9quip\u00e9es d\u2019une interface neuronale directe<\/a>. Celles-ci permettent aux porteurs de faire certains mouvements mais aussi de reconna\u00eetre des objets au toucher. Cette technologie est encore r\u00e9cente et a beaucoup de chemin \u00e0 parcourir avant qu\u2019elle n\u2019arrive a recr\u00e9er parfaitement le sens du toucher, mais c\u2019est en bonne voie.<\/p>\n Les nouvelles technologies ne cherchent pas \u00e0 remplacer les existantes mais \u00e0 les compl\u00e9ter. Divers appareillages proth\u00e9tiques sont d\u00e9j\u00e0 utilis\u00e9s et certains existent \u00e0 des fins purement esth\u00e9tiques. Chaque genre a son propre champ d\u2019application.<\/p>\n Les proth\u00e8ses m\u00e9caniques sont plus \u00e9conomiques, plus faciles \u00e0 ma\u00eetriser et plus durables<\/a> que les bioniques. Elles sont aussi plus adapt\u00e9es dans certaines situations, comme pour l\u2019halt\u00e9rophilie ou les activit\u00e9s nautiques ou lorsqu\u2019il n\u2019y a pas d\u2019\u00e9lectricit\u00e9. Quant aux proth\u00e8ses bioniques et neuronales, elles sont plus agr\u00e9ables \u00e0 porter et offrent un champ de mouvement plus large. Par exemple, les jambes bioniques permettent aux porteurs de garder l\u2019\u00e9quilibre, de monter et de descendre les escaliers, de marcher \u00e0 reculons et m\u00eame de courir.<\/p>\n Il existe d\u2019ores et d\u00e9j\u00e0 des proth\u00e8ses tr\u00e8s sp\u00e9cialis\u00e9es mais elles ne peuvent \u00eatre utilis\u00e9es que dans certaines conditions ou dans un but pr\u00e9cis. Par exemple, des membres artificiels pour faire des activit\u00e9s nautiques, jouer au basketball, courir et pratiquer bien d\u2019autres sports<\/a> sont actuellement disponibles sur le march\u00e9.<\/p>\n L\u2019existence d\u2019imprimantes 3D<\/a> a aussi contribu\u00e9 au d\u00e9veloppement des membres artificiels puisqu\u2019elles permettent de les fabriquer \u00e0 moindre co\u00fbt et de les personnaliser plus que jamais. Dans certains cas, les gens peuvent t\u00e9l\u00e9charger un mod\u00e8le en ligne puis l\u2019affiner selon leurs besoins avant d\u2019imprimer la proth\u00e8se.<\/p>\n Une autre tendance moderne consiste \u00e0 associer les membres cybern\u00e9tiques avec des technologies num\u00e9riques. Cette ann\u00e9e, le fabricant russe Motorica a int\u00e9gr\u00e9 une montre Galaxy Watch dans la proth\u00e8se d\u2019un bras<\/a>. Celle-ci permet \u00e0 l\u2019utilisateur de suivre son activit\u00e9 et de contr\u00f4ler les param\u00e8tres du bras, comme la hauteur de la main ou la poigne des doigts.<\/p>\n Depuis plus d\u2019un si\u00e8cle les fauteuils roulants aident beaucoup les personnes. D\u2019ailleurs, le tout premier est apparu au sixi\u00e8me si\u00e8cle apr\u00e8s J.-C<\/a>. Jusqu\u2019\u00e0 la moiti\u00e9 du dix-septi\u00e8me si\u00e8cle, il s\u2019agissait litt\u00e9ralement de chaises avec des roues et un domestique ou un assistant devait man\u0153uvrer du fauteuil.<\/p>\n Le premier fauteuil roulant manuel est apparu en 1655 et le premier fauteuil pliable a \u00e9t\u00e9 d\u00e9velopp\u00e9 aux \u00c9tats-Unis au d\u00e9but du vingti\u00e8me si\u00e8cle.<\/p>\n \u00c0 notre \u00e9poque, et en ajout au mod\u00e8le traditionnel, les fauteuils roulants sont \u00e9quip\u00e9s d\u2019un moteur \u00e9lectrique, de chenilles pour monter et descendre les escaliers<\/a> et m\u00eame d\u2019interfaces neuronales directes pour les personnes qui ne peuvent pas bouger leurs bras.<\/p>\n Les scientifiques d\u00e9veloppent aussi des dispositifs qui permettent aux personnes paralys\u00e9es de se tenir debout. D\u2019ailleurs, dans l\u2019\u00c9gypte ancienne<\/a>, l\u2019\u00e9lectrostimulation \u00e9tait utilis\u00e9e comme outil th\u00e9rapeutique. \u00c0 cette \u00e9poque, ils exploitaient l\u2019\u00e9nergie des raies \u00e9lectriques puis ils ont remplac\u00e9 ces cr\u00e9atures marines g\u00e9n\u00e9ratrices d\u2019\u00e9nergie par des dispositifs \u00e9lectrostimulants. Lors de la course cycliste avec stimulation musculaire \u00e9lectrique mentionn\u00e9e au d\u00e9but de cet article, le courant envoy\u00e9 aux muscles des comp\u00e9titeurs les oblige \u00e0 se contracter et g\u00e9n\u00e8re le coup de p\u00e9dale.<\/p>\n Le premier prototype d\u2019une autre technologie de r\u00e9adaptation, l\u2019exosquelette, est apparu en 1890<\/a>. Le porteur doit tout de m\u00eame faire un effort mais cette structure permet de marcher, de courir et de sauter beaucoup plus facilement qu\u2019avec l\u2019aide de gaz comprim\u00e9. Un exosquelette qui fonctionnait \u00e0 la vapeur<\/a> a \u00e9t\u00e9 brevet\u00e9 en 1917 puis nous avons commenc\u00e9 \u00e0 voir des mod\u00e8les \u00e9lectriques, pneumatiques et hydrauliques dans la deuxi\u00e8me moiti\u00e9 du XXe si\u00e8cle.<\/p>\n Les exosquelettes modernes sont beaucoup plus l\u00e9gers que leurs pr\u00e9d\u00e9cesseurs, beaucoup plus faciles \u00e0 utiliser et offrent davantage de possibilit\u00e9s de r\u00e9cup\u00e9rer des mouvements ind\u00e9pendants. Quelques-uns peuvent \u00eatre connect\u00e9s au Cloud pour conserver et traiter les donn\u00e9es relatives au traitement de r\u00e9habilitation et certains des derniers mod\u00e8les peuvent \u00eatre manipul\u00e9s par des impulsions c\u00e9r\u00e9brales<\/a>.<\/p>\n Les technologies futuristes qui se cachent derri\u00e8re les dispositifs contr\u00f4l\u00e9s par la pens\u00e9e sont connues sous le nom d\u2019interface neuronale directe (ou interface cerveau-machine). Ces syst\u00e8mes sont apparus pour la premi\u00e8re fois<\/a> dans les ann\u00e9es 70 et font de grandes avanc\u00e9es.<\/p>\n Les capteurs sont implant\u00e9s directement dans le cortex c\u00e9r\u00e9bral<\/a> ou peuvent \u00eatre plac\u00e9s \u00e0 l\u2019int\u00e9rieur du cr\u00e2ne ou connect\u00e9s en externe. Au d\u00e9but, la qualit\u00e9 du signal est meilleure avec la premi\u00e8re m\u00e9thode mais elle peut se d\u00e9grader si le corps rejette l\u2019implant. De nos jours, la plupart de ces interfaces ne sont pas invasives et ne requi\u00e8rent aucune intervention chirurgicale.<\/p>\n L\u2019\u00e9lectroenc\u00e9phalographie est la technologie la plus souvent utilis\u00e9e pour lire l\u2019activit\u00e9 neuronale. Pourtant, il existe d\u2019autres m\u00e9thodes qui \u00ab\u00a0lisent les pens\u00e9es\u00a0\u00bb. Par exemple, dans les ann\u00e9es 80, les chercheurs ont fait quelques tests et se servaient du mouvement des yeux pour contr\u00f4ler un robot. Puis, en 2016, les scientifiques ont r\u00e9v\u00e9l\u00e9 une interface neuronale directe capable de lire la taille de la pupille.<\/p>\n Le champ d\u2019application des interfaces neuronales est tr\u00e8s vaste. Avant cela, les scientifiques utilisaient par exemple des implants neuronaux pour corriger la perte de vue. Comme nous l\u2019avons mentionn\u00e9 auparavant, les fauteuils roulants et les exosquelettes les plus modernes utilisent des interfaces neuronales pour contr\u00f4ler l\u2019appareillage. Quant aux comp\u00e9titeurs du CYBATHLON 2020 qui ont particip\u00e9 \u00e0 la course virtuelle avec contr\u00f4le mental, il s\u2019agit plus ou moins d\u2019un jeu vid\u00e9o o\u00f9 le pouvoir des pens\u00e9es fait bouger les avatars du jeu.<\/p>\n Les technologies d\u2019assistance avancent \u00e0 grands pas et personne ne peut dire quel miracle nous attend\u00a0; on ne peut qu\u2019\u00e9mettre des hypoth\u00e8ses. Les personnes \u00e0 la pointe ont certainement quelques id\u00e9es.<\/p>\n Par exemple, les employ\u00e9s de l\u2019entreprise sp\u00e9cialiste en interface neuronale Neurobotics constatent que les d\u00e9veloppements actuels cherchent avant tout \u00e0 aider les gens handicap\u00e9s \u00e0 r\u00e9aliser des t\u00e2ches quotidiennes. Cela est notamment possible gr\u00e2ce \u00e0 des fauteuils roulants et des maisons connect\u00e9es contr\u00f4l\u00e9s depuis une interface neuronale.<\/p>\n En revanche, la technologie a encore beaucoup de chemin \u00e0 faire avant d\u2019\u00eatre commercialement viable. Comme Neurobotics l\u2019a dit, la \u00ab\u00a0lecture des pens\u00e9es\u00a0\u00bb est loin d\u2019\u00eatre aussi pr\u00e9cise que lorsque l\u2019on donne un ordre depuis un clavier, une souris ou un joystick. L\u2019entreprise indique qu\u2019il faudra encore atteindre au moins 100 ou 200 ans avant que le grand public ne puisse utiliser une interface neuronale et qu\u2019elle soit aussi efficace que les interfaces les plus courantes.<\/p>\n Comme l\u2019on pouvait s\u2019y attendre, Elon Musk, qui travaille sur propre projet d\u2019implant d\u2019interface neuronale (Neuralink), envisage une p\u00e9riode beaucoup plus courte<\/a> pour son lancement sur le march\u00e9. Cela \u00e9tant dit, on ne sait pas quand est-ce que cela pourrait avoir lieu ni si le dispositif aura du succ\u00e8s. L\u2019implantation est une \u00e9tape importante et tout le monde n\u2019a pas forc\u00e9ment envie de s\u2019y soumettre.<\/p>\n Musk n\u2019est pas le seul visionnaire audacieux. Si vous voulez plus de pr\u00e9dictions dignes de la science-fiction, consultez notre projet Earth 2050 puisqu\u2019il permet aux utilisateurs de partager leurs id\u00e9es, qu\u2019il s\u2019agisse d\u2019organes sensoriels fondamentalement nouveaux<\/a> ou d\u2019une \u00ab\u00a0boutique de corps<\/a>\u00a0\u00bb qui vous permet de vous renouveler enti\u00e8rement.<\/p>\nD\u2019une jambe en bronze \u00e0 un membre bionique \u00e9quip\u00e9 d\u2019une interface neuronale directe<\/h2>\n
Proth\u00e8ses actuelles<\/h2>\n
Sp\u00e9cialisation en proth\u00e8ses<\/h3>\n
Gadgets proth\u00e9tiques<\/h3>\n
Des fauteuils roulants tout-terrain<\/h2>\n
\u00c9lectrostimulation et exosquelettes<\/h2>\n
Interfaces neuronales<\/h2>\n
\u00c0 l\u2019horizon<\/h2>\n
Penser au futur<\/h2>\n