EMAC
Estimation des Moments Articulaires à la Cheville en équilibre monopodal (EMAC)
Acquérir des connaissances des mécanismes de contrôle de l’équilibre et de leur mise en défaut lors de la chute, grâce à un avatar robotisé.
CONTEXTE
Avec l’âge et pour des raisons multifactorielles, l’être humain est plus sujet à des pertes d’équilibre et s’expose à d’avantage à la chute. D’une manière plus générale, en France métropolitaine, la chute a été en 2004 la première cause de mortalité par accident de la vie courante, soit 62 % des causes connues de décès.
Cependant, l’étude qui permettrait d’identifier les paramètres et leur corrélation avec le risque de chute est problématique puisqu’elle implique d’exposer des sujets fragiles à des situations risquées susceptibles de porter atteinte à leur intégrité physique.
Pour s’affranchir de ces problèmes, ce projet soumettra non pas l’humain mais un avatar robotisé aux différents tests sous différentes conditions sensorielles favorisant la chute.
Il sera alors possible de reproduire les effets comportementaux associés à la vieillesse ou à certaines pathologies telles que le diabète ou l’arthrose pour pouvoir cerner les indicateurs précoces de la chute.
MACRO-OBJECTIF
Réduire les risques de chutes chez les personnes âgées.
OBJECTIF
Acquérir des connaissances des mécanismes de contrôle de l’équilibre et de leur mise en défaut lors de la chute.
Déterminer les facteurs comportementaux prédicteurs de la chute (ainsi que leurs valeurs limites) chez la personne âgée.
Description scientifique du projet
Chez l’humain la chute survient très souvent lors de la phase de déclenchement de la marche, lorsque l’on lève le pied pour se déplacer. Du point de vue biomécanique cette phase est critique puisqu’elle nécessite la création volontaire de déséquilibres antéro-postérieurs et médio-latéraux contrôlés qui rendent possible la projection du corps vers l’avant. C’est donc sur cette phase initiale que se concentreront nos efforts d’analyse.
A terme, nous modifierons progressivement les informations sensorimotrices fournies à l’avatar robotisé tant sur le plan de la quantité, de la qualité et que de la localisation, afin d’en constater les effets comportementaux.
Préciser les verrous scientifiques et/ou technologiques à lever :
- Adapter les modèles existants de transformation des commandes musculaires en couple articulaire (à l’articulation de la cheville).
- Développer des modèles cohérents de contrôles commande de l’équilibre similaire à ceux qui régissent l’équilibre bipédal humain.
IMPACTS/ AVANTAGES
Pour le territoire :
- Réduire les affections physiques et psychiques liés aux chutes.
- Réduire les coûts financier liés aux prises en charges médico-sociales
- Permettre de meilleurs préventions et prises en charges en déterminant conditions qui amènent à la chute.
- Mettre la recherche au service de l’autonomie et du maintien à domicile des personnes âgées.
- Trouver des solutions en faveur de la faculté de vieillir en bonne santé.
Pour l’USMB :
- Promouvoir la pluridisciplinarité en associant différentes compétences de L’USMB (mécatronique/motricité humaine ) et ainsi favoriser l’émergence de projets trans-disciplinaires donnant ainsi corps à la volonté politique de l’USMB dans ce domaine.
- Répondre aux nouvelles orientations politiques d’établissement: développer le champ de la prévention et de la santé (auto-évaluation porté à la connaissance du HCERES)
- Développer les connaissances théoriques du laboratoire LIMB : modèles computationnels du contrôle moteur, neurophysiologie humaine)
- Développer les compétences technologiques du LIBM (protocoles, outils de mesure (électromyographie de surface, plateforme de force 3D, analyse cinématique 3D, …)
- Développer des systèmes dynamiques et leur environnement de contrôle (capteurs/actionneurs/commande) au sein du laboratoire SYMME
Pour les entreprises :
- Nous nous situons très en amont, la maturité technologique n’est pas suffisante pour qu’un transfert soit opéré en direction des entreprises.
- SUR UN LONG TERME, les résultats finaux pourront être susceptibles d’intéresser des entreprises du domaine de :
- l’Internet des Objets (IOT)
- de la robotique humanoïde et des systèmes de type exosquelette: contrôle de l’équilibre similaires à ceux qui régissent l’équilibre humain / optimisation poussée de l’énergie nécessaire à sa mise en oeuvre.
ÉQUIPES
Nicolas Forestier
Laurent Tabourot
LABORATOIRES
- LIBM : laboratoire interuniversitaire de biologie et de la motricité affilié aux universités de Lyon, de Saint-Etienne et de Chambéry.
- SYMME : laboratoire Systèmes et Matériaux pour la Mécatronique
SOUTIEN de la fondation
Salaire d’un ingénieur d’étude pour une durée de 6 mois pour un montant total de 17 000€