Applications santé et handicape CEA LIST Laboratoire de Robotique Interactive

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1 Applications santé et handicape CEA LIST Laboratoire de Robotique Interactive Belen SOLANO Conférence-débat «Les objets communicants et intelligents au service de la santé et du handicap» Télécom ParisTech 19 Octobre 2010

2 Abrégé Applications santé au sein du laboratoire de Robotique Interactive Projets autour l assistance aux personnes handicapées Plateforme de manipulation mobile Manipulation dextre Rééducation Exosquelettes Assistance au geste PCP Cobotique pour le Kiné Chirurgie Robotique collaborative d assistance au geste chirurgical: dispositifs haptiques Instruments pour la chirurgie mini-invasive

3 Laboratoire de Robotique 1. Assistance aux personnes Plateforme de manipulation mobile Manipulation dextre: Bras et main à contrôle en effort Applications santé 2. Rééducation Exosquelette Interfaces haptique 3. Assistance au geste du kiné Instruments pour la chirurgie mini invasive 4. Chirurgie Assistance au geste chirurgicale

4 Plateforme de manipulation mobile 1. Assistance aux personnes Projet ITEA ANSO OBJECTIF : Saisie automatique d objets inconnus et développement d IHM intuitive 4

5 Plateforme de manipulation mobile 1. Assistance aux personnes Projet ITEA MIDAS OBJECTIF: développement d une fonction d identification d objet dans les images par vision pour la stimulation physique et cognitive des personnes âgées ou souffrant de déficiences mentales légères. 5

6 Plateforme de manipulation mobile 1. Assistance aux personnes Projet ANR ARMEN OBJECTIF: élaboration d une ontologie sur la manipulation et sur le peuplement de cette ontologie et amélioration de la polyvalence et la versatilité du robot en lui adjoignant des fonctions de génération automatique de programmes. APPLICATIONS: le service à la personne à domicile (aider à préparer les repas, maintenir le contact avec des proches, ). SAM (SMART AUTONOMOUS MAJORDOME) en cours d'évaluation cliniques de la fonction de manipulation mobile sous contrôle médical avec des patients au centre J. Calvé de Berck/mer 6

7 Manipulation dextre 1. Assistance aux personnes Handle (FP7) Abilis (ANR) OBJECTIF: développement d une nouvelle génération de mains robotiques anthropomorphiques APPLICATIONS: Santé (Prothèse), manipulation dextre. Conceptions de mains robotiques anthropomorphes Mécanisme flexible pour les articulations les plus petites Nouvelle gamme de muscle électrique pour les articulations principales Main autonome : Actionneur, capteur + Electronique embarquée Dans le prolongement des travaux sur le bras (ASSIST) 7

8 Exosquelette 2. Rééducation ABLE : Exosquelette du membre supérieur Enjeu : Exosquelette 7 axes ouvert à contrôle en effort Suit la morphologie humaine avec actionneurs longilignes Architecture ouverte (utilisation conviviale) Contrôle en effort sans capteur de force par mesure des courants moteurs Transparence et finesse du retour d effort Fixation au patient non invasive Applications diverses : Téléopération Réalité virtuelle Rééducation Assistance 8

9 Exosquelette 2. Rééducation Projet ANR PsiRob BRAHMA ( ) : Biorobotics for Human Manipulation OBJECTIF: Assistance aux mouvements du bras d un sujet humain à l aide d une orthèse. Conception : Utilisation du prototype du CEA existant, ABLE Faire progresser les connaissances sur la manipulation humaine Évaluer les possibilités d utiliser cette technologie et ces connaissances pour des besoins de rééducation fonctionnelle Résultats : Analyse de l impact de l orthèse sur le mouvement d un sujet sains et validation du niveau élevé de transparence intrinsèque Préparation des expériences avec patient Étude des évolutions en vue d un usage en rééducation 9

10 Augmentation du geste 3. Cobotique pour le Kiné Projet DAVKOR OBJECTIF: démonstrateur robotique 1 axe assurant la fonction «application de la force» sur le corps humain de façon précise, ergonomique et en toute sécurité active et passive. Ex emple de points à traiter Cobot pour le kiné (challenge innovation DTSI) La PCP (Pression Continue Profonde) est une technique thérapeutique qui consiste à appliquer pendant un certain temps un effort localisé sur divers points du corps. On obtient ainsi un relâchement total des tensions musculaires qui sont la cause majeures des troubles musculo- squelettiques. 10 Belen Solano

11 Robotique d assistance au geste chirurgical 4. Chirurgie OBJECTIF : Amélioration de la sécurité et réduction du temps opératoire au moyen d un cobot (Robot d assistance en contacte avec l humain) couplé à un système de navigation et des capteurs locaux. Définition de la robotique d assistance pour la chirurgie dans le contexte de la chirurgie, la robotique d assistance signifie que le chirurgien et le robot tiennent ensemble l outil, le robot n intervenant que pour empêcher des actions dangereuses (Retour haptique). Le chirurgie reste maître des décisions, le robot apporte une assistance telle que le contrôle d effort ou de position, zone interdite R&D cobot Chirurgicale/dispositif haptique Conception innovante Cinématique homogène dans l espace de travail Non dangereux pour l opérateur Transparent Non intrusif Contrôleur sûr Simulation temps réel modèle dynamique Automates finis 11

12 Robotique d assistance au geste chirurgical 4. Chirurgie Téléchirurgie : Projet EndoXirob Control et assistance avec TAO Validation experimental Transfer industriel High fidelity force feedback Organe de commande à retour d effort: Virtuose 6D Médical 12

13 Robotique d assistance au geste chirurgical 4.Chirurgie Projet SKILLS (FP ) Surgicobot (ANR TecSan ) Digital Mock-up Surgi cal Tool OUTIL de FORMATION: chirurgie maxillo-facial Simulation Prépare situations critiques Explore plusieurs scénarios chirurgicaux sans entraîner des risques Pendant l exécution de la tâche Améliore la sécurité du patient Améliore le confort du chirurgien Physical Mock-up OUTIL de guidage pour la chirurgie de la colonne vertébrale: laminectomie Hôpita l Pitié Salpétrière 13

14 Instruments pour la chirurgie mini-invasiveinvasive 4. Chirurgie ID2U (Projet ANR TecSan ) OBJECTIF : développement d un instrument manuel robotisé dextre pour la chirurgie mini invasive Conception : Réalisation d un outil endoscopique porte-aiguille, avec poignée motorisée, avec retour d effort, portable et partiellement jetable Instrument miniature (trocart Ø=5mm) basé sur les technologies flexibles Intégrant les fonctions d actionnement permettant une meilleure dextérité Intégrant les fonctions de mesure d effort local (intracorporel, au niveau des articulations et/ou de l outil terminal) en vue du retour d effort Béquille Pince porte-aiguille 1. Jetable 2. Modulaire Poignée Tige rigide (avec rotation de 360 ) End-effector dextre Poignée Motorisée Réutilisable Jetable 14

15 MERCI 15