Système mécatronique d'assistance à l'alimentation pour les personnes ayant des incapacités aux membres supérieurs

 

Alexandre Campeau-Lecours

Université Laval

 

Domaine : techniques, mesures et systèmes

Programme : établissement de nouveaux chercheurs universitaires

Concours 2018-2019

Un thème très prometteur pour l'avenir consiste à utiliser les technologies robotiques et mécatroniques pour assister et servir l'humain directement dans son environnement, et ce, dans différents domaines (réadaptation, manutention, chirurgie, etc.). Les personnes vivant avec des incapacités physiques pourraient entre autre bénéficier de ces technologies. En effet, ces personnes n'ont pas la capacité d'accomplir plusieurs activités de la vie quotidienne de manière autonome et reposent énormément sur des aidants, ce qui n'est pas viable à long terme. Le vieillissement de la population pose un problème supplémentaire car il faudra prendre soin de plus en plus de personnes en perte d'autonomie, mais avec moins de main d'œuvre active. Cette population pourrait grandement bénéficier de systèmes d'assistance mécatroniques intelligents leur permettant d'augmenter leur autonomie, ainsi que leur qualité de vie. 
 
L'objectif du programme de recherche à long terme est le développement d'une nouvelle génération d'assistances techniques pour les personnes vivant avec des incapacités physiques (ex. pathologies, vieillissement). Ces systèmes seront basés sur le développement de systèmes mécatroniques intelligents.
 
Plus spécifiquement, pour le projet proposé, l'objectif est de développer une aide technique d'alimentation permettant à des personnes vivant avec des incapacités aux membres supérieurs (reliés aux spasmes et aux tremblements) de s'alimenter par soi-même de manière efficace et sécuritaire. Le concept utilisé dans ce projet consiste à utiliser un mécanisme tenu par l'utilisateur qui suivrait ses mouvements tout en les stabilisant. Le principe de base permettant de réduire l'effet des spasmes et des tremblements est d'ajouter de l'inertie et de l'amortissement sans toutefois rendre les mouvements trop difficiles à effectuer. Le problème majeur avec les solutions mécaniques classique est qu'ils aident autant à réduire l'effets des mouvements involontaires qu'ils nuisent aux mouvements volontaires, ce qui en limite énormément les performances. L'idée principale du projet proposé est de pouvoir ajuster l'amortissement et l'inertie du système en temps réel à l'aide d'algorithmes intelligents afin que le système soit facile à déplacer lorsque l'utilisateur effectue des mouvements stables et que le système stabilise les mouvements lorsque des mouvements involontaires sont détectés. Les objectifs spécifiques sont: 1) Explorer différentes technologies d'amortissement/inertie permettant d'être variées en temps réel, 2) Détecter les mouvements involontaires (spasmes/tremblements) en temps réel, 3) Réagir en faisant varier l'amortissement/inertie lorsqu'un mouvement involontaire est détecté, 4) Valider le système itérativement avec des utilisateurs potentiels et cliniciens.
 
Le projet vise une composante sociale importante, permettant à une population variée de s'alimenter par soi-même pour venir gagner en autonomie, en dignité et en qualité de vie, ainsi qu'à diminuer les coûts des soins requis. Ces travaux constitueront une première avancée qui permettra ensuite de pousser les objectifs du programme vers des solutions plus avancées répondant à une gamme plus large de besoins et d'applications. Le projet de recherche permettra la formation de personnel hautement qualifié (PHQ) dans un secteur multidisciplinaire (mécanique, électrique, informatique, réadaptation) en forte demande en industrie et en recherche. Les connaissances acquises pourront mener à des transferts technologiques en collaboration avec des entreprises québécoises, ce qui contribuera à l'essor de l'économie provinciale.