Développement d'un système participatif de rééducation du membre supérieur à réduction d'impédance active

Chaque année dans le monde, 15 millions de personnes sont touchées par un accident vasculaire cérébral (AVC), et un grand nombre d’entre elles perdent en mobilité et en motricité des membres supérieurs à la suite de l’accident. Une thérapie de rééducation rigoureuse est nécessaire à la récupération de ces fonctions. L’assistance robotique à la rééducation a prouvé son efficacité dans la réduction de la charge de travail des professionnels de la santé et dans l’amélioration de la récupération des patients. De nombreux robots de rééducation de toutes formes ont vu le jour dans les trois dernières décennies. La plupart d’entre eux apportent une assistance au patient dans le suivi d’une trajectoire prédéfinie ou enregistrée par le thérapeute L’étude rapportée dans ce mémoire vise à développer un système de rééducation pour le membre supérieur assistant le patient dans n’importe quel mouvement, sans contrainte. Afin d’éviter les problèmes liés au dimensionnement d’un exosquelette pour un patient, le système est basé sur un robot à effecteur, modifié pour se fixer en toute sécurité au poignet du patient. L’assistance est apportée sous la forme d’une réduction virtuelle de l’impédance du membre, réduisant ainsi l’effort nécessaire au mouvement pour le patient. Un estimateur de perturbation non linéaire fournit une approximation des couples appliqués par le patient et donc de l’intention de mouvement. À partir de cette intention de mouvement, des modèles dynamiques du robot et du membre supérieur et du niveau de réduction d’impédance souhaité, une trajectoire cible instantanée est générée. Cette trajectoire est transmise à un correcteur proportionnel-dérivé qui commande les couples des actionneurs du moteur. Les simulations prouvent les capacités prometteuses du système, capable de compenser indépendamment les effets de la gravité et/ou de l’inertie. Dans la pratique, les mesures électromyographiques montrent que le robot diminue correctement l’effort de l’utilisateur. En position immobile, augmenter progressivement la compensation de la gravité diminue l’activité musculaire. En mouvement, l’effort requis diminue également lorsque l’inertie et la gravité sont compensées. De plus, les résultats obtenus suggèrent que le port du robot ne modifie pas significativement la dynamique du membre supérieur et reste transparent pour le patient.