Monter un projet de genou bionique ?

Rappel du premier message :

N'étant pas amputé, j'avoue que j'ignorais tout des problèmes d'amputation jusqu'à ces deniers mois où j'ai fréquenté un centre de réadaptation. En parlant avec des amputés, j'ai découvert un univers totalement nouveau pour moi.
Je dois dire que j'ai été profondément choqué par le prix des prothèses, on m'a parlé de 15000 E (!) pour des prothèses de technologie récente, un C leg par exemple. Il semble que tout le monde ne puisse pas bénéficier d'un remboursement de sécurité sociale ...
Bon, du coup je me suis demandé s'il ne serait pas possible de faire moins cher. Je suis ingénieur aéronautique de formation et c'est mon métier , depuis 30 ans, de réfléchir sur des projets technologiques. J'ai regardé comment fonctionnait le C leg et sincérement je pense qu'il serait tout à fait envisageable de réaliser l'équivalent ou même mieux pour un prix plus ... démocratique. L'essentiel de l'amélioration de ce type de genou passe par l'informatique et la technologie est tout à fait accessible.

Alors je vous soumets l'idée. Qu'en pensez-vous, vous qui êtes au coeur du sujet ? Par ailleurs, des projets identiques ont certainement déjà été monté dans des universités ou des écoles d'ingénieur, où en sont-ils ?

bonsoir à tous
cela fait plaisir de lire de nouveau jpm,ses explications
ressemblent à un article de sciences et vie
sans ironie bien sur
cordialement

Bonjour JPM,

Bravo pour le beau boulot et grand merci pour les infos.

Petite info qui vient d’être publiée sur le site Rhône orthopédie (Chabloz) : Le genou Plié 2.0 MPC (un concurrent).

http://rhonechabloz.canalblog.com/archives/2011/05/05/21060097.html

Bon courage pour la suite, et surtout, bonne continuation

Amicalement
JP

Merci pour vos encouragements à tous.

Le modèle Rhonechabloz semble très avancé dans son industrialisation. Par contre il semble être une copie conforme du Cleg. Le Cleg étant un très bon matériel (en dehors de la question de son prix), la mise sur le marché d'un matériel identique ne devrait pas apporter grand chose malgré tout aux utilisateurs ( à l'industrie française oui, si le matériel est fabriqué en France , mais sera-t-il fabriqué en France ?).

Sur le plan technique, fabriquer un Cleg , ce n'est en réalité pas très compliqué. Les nouveaux minicalculateurs présents sur le marché permettent de traiter un nombre d'opérations de calcul à la seconde plus important qu'auparavant et donc d'augmenter les vitesses d'acquisition (c'est ce que semble évoquer l'article) . Cela améliore la précision et la fluidité du mouvement. Donc le Rhonechabloz pourra sans doute apporter un plus de ce côté-là. Mais en dépit de cette amélioration une prothèse sans apport d'énergie ( dite passive) ne pourra pas vraiment aider les utilisateurs qui n'arrivent pas à se lever d'une chaise par exemple.

De notre côté, nous essayons de traiter la question du manque de mobilité par un apport d'énergie dans la prothèse. Idéalement , une personne qui manque de force dans sa jambe 'valide' ( pour monter des escaliers ou pour se lever d'une chaise) devrait pouvoir y arriver en s'aidant de sa seule prothèse. Donc nous sommes plus dans une démarche complémentaire que vraiment concurrente. Ensuite sur un plan purement technique , l'acquisition de l'environnement que nous avons mise en oeuvre est totalement différente de ce qui existe sur le Cleg et le Rhonechabloz. C'est là que se trouve la deuxième différence majeure qui ouvre en plus des perspectives pour les gens qui sont paraplégiques.

Sur ton lien JP, il y est fait mention d'une pompe pour remettre en pression le genou.
Si je comprends bien, c'est genou à vérin pneumatique, or, tu dois connaitre comme moi les difficultés que l'on rencontre pour ajuster précisément la pression d'un amortisseur à air de moto (Fournalès pour ne pas le nommer !)
Et là, sur un amortisseur, on a affaire à un gros volume d'air en regard de celui d'un genou ... Je me demande le bien fondé d'utiliser une telle technique ???? Peut-être en vue de concurrencer le c-leg ??????

Faire un truc à air au même prix que l'hydraulique .... je suis dubitatif !!!

grand pierre a écrit:

tu dois connaitre comme moi les difficultés que l'on rencontre pour ajuster précisément la pression d'un amortisseur à air de moto (Fournalès pour ne pas le nommer !)

Oui, tout à fait.
Mais n'étant pas réellement concerné, je ne connais pratiquement pas les problématiques d'un genou prothétique. Je les découvre peu à peu avec ce que dit JPM de ses travaux et tout ce que je peux lire ou entendre autour de moi. Mais je n'ai pas d'avis personnel. Je n'ai pas d'arguments pour défendre une solution plutôt qu'une autre.

Par contre, ce que j'ai constaté lors du week end de ski ADEPA à Chamrousse en Janvier dernier, c'est que la prothèse de sport mise au point par Chabloz fonctionne sur ce principe (de vérin pneumatique) aussi bien pour l'articulation du genou que pour celle de la cheville et que ça marche extrêmement bien.

Comme tu le dis très justement, le réglage initial est assez délicat à trouver, mais une fois trouvé, il est reproductible et le résultat est impressionnant d'efficacité !

Grande journée, les premiers essais de la maquette, pour de vrai !

Le concept étant totalement nouveau, c'était un saut dans l'inconnu puisqu'aucune prothèse n'avait, à notre connaissance, fonctionné sur ce principe. C'était donc avec une certaine anxiété que la journée était abordée.

Très vite il est apparu deux choses, la première c'est que les premiers réglages d'alignement vertical devaient être corrigés, ce qui fut fait. La deuxième, plus gênante, c'est que la modeste maquette n'allait pas résister longtemps à l'imposante stature du testeur. Heureusement il sut par son professionalisme gérer la situation et il fit en sorte que la journée put se dérouler selon le programme prévu.

Après quelques retouches de règlages sur le logiciel , les premiers pas purent être accomplis. Alors certes, des progrés restent encore à faire mais, à la fois le concept et l'algorithme informatique de la marche sont désormais validés.

Le deuxième essai consistait à rechercher un appui du pied sur une marche d'escalier pour vérifier que la prothèse allait pousser pour soulever la personne. C'était le point le plus délicat du projet d'un point de vue informatique. Après un re-paramètrage informatique du centrage du point d'équilibre statique de la poussée, la sensation de poussée attendue fit son apparition. Pour ne pas endommager la prothèse, le transfert complet du poids ne fut pas réalisée. L'essai de principe reste concluant pour valider le logiciel et le test complet de montée d'escalier suivra quand la maquette aura été renforcée pour tenir la pleine contrainte.

Le dernier essai fut le franchissement d'obstacle (15 cm haut / 20 cm large) qui fut réalisé sans difficulté.

Voilà donc des avancées importantes mais beaucoup de travail reste à faire encore, sur les règlages d'une part, mais aussi sur ' l'intelligence ' de transition entre les différents modes de fonctionnement ( marche , montée escalier , franchissement etc...) qui n'a pas encore été testée.
L'essai sur un amputé fémoral était fondamentale à ce niveau de développement du projet. Elle a permis de mettre en évidence que les règlages de la marche ne pouvaient être efficaces qu'à partir des sensations réelles d'une personne amputée. Un grand merci donc, à notre testeur qui a su, tout en ménageant la mécanique, comprendre et analyser les réactions de la machine, nous permettant ainsi d'effectuer les bons ajustements.

Bravo !
Félicitations
C'est très impressionnant !

Aurais tu quelques photos publiables de ce moment historique ?

A bientôt
JP

super les essais ce serait en effet pas mal du tout si on pouvait voir quelques photos.
grand bravo et félicitations

Voilà des nouvelles pour le moins intéressantes ! Quel bel avancement de ce projet.
Encore une preuve qu'avec peu de moyens mais beaucoup de ténacité on peut se lancer à défricher des voies délaissées ...

Bravo jpm et surtout bonne continuation ...

Merci pour vos encouragements.

Le point le plus délicat du projet, l'algorithme informatique de contrôle, est validé.
Il reste à trouver les points d'équilibres de l'appui sur une marche d'escalier pour réussir à ' sortir ' la puissance du moteur qui est nécessaire pour cette application, c'est-à-dire au moment précis où l'on en a besoin, c'est-à-dire quand le corps est sur un point d'équilibre, pas avant et pas après. Et là les premières mesures nous ont montré qu'il fallait revoir les règlages de la maquette: avec l'amputation les points d'équilibre changent considérablement et il faut que l'informatique en tienne compte.

Mais auparavant, il faudra renforcer mécaniquement la maquette pour qu'elle puisse passer ce test.

L'autre possibilité serait d'attaquer directement un prototype qui serait structurellement totalement résistant, mais là subsiste le risque de devoir changer le moteur après coup, étant donné que nous n'avons pas aujourd'hui une mesure suffisamment précise des besoins de puissance mécanique. A noter d'ailleurs qu'il ne faut pas confondre la puissance électrique et la puissance mécanique utile pour ce type d'application, en effet les rendements entre puissance électrique et puissance mécanique sont extrêmement faibles ( de l'ordre de 8% !). Donc un bon moteur serait plutôt un moteur à rendement élevé plutôt qu'un moteur à puissance élevée.

Félicitations pour ce projet jpm !!

Remarques cependant :
L'utilisation d'un système à 4 barres (ou appelé aussi: "4 axes", "polycentrique") pour le "déroulé" de la marche devrait te permettre de diminuer la puissance du moteur.

En effet la valeur du moment rapportée à l'axe de rotation virtuel est plus avantageuse (plus faible donc) que pour un système simple pivot...

Cela surtout pour les premiers degrés de rotation du syst (encore mieux pour le moteur) ...

Enfin le mouvement est plus proche d'une marche "valide" qu'un mono axial...un "5 axes" (soit donc 5 barres) apporte des avantages de stabilité supérieur au 4 axes...Pendant le début de la phase d'appui...

Cela bien sûr sans lignes de code...

J'avoue que j'étais (agréablement) surprise par la rapidité de la conception/réalisation mécanique de ta prothèse...Chapeau bas

Par contre gros défauts, où sont les photos ???

Bonne continuation

Le calcul des moments a beaucoup d'importance pour des prothèses mécaniques passives à frein hydraulique ou pneumatique. Pour une prothèse électrique, le moment d'inertie peut jouer sur la stabilité du moteur, mais il reste normalement sous contrôle de la boucle d'asservissement et donc perturbe peu la marche. Sur la maquette nous avons géré le moment d'inertie à deux niveaux, sur l'électronique de contrôle du moteur et sur l'informatique et les résultats obtenus sont très satisfaisants dans la gamme de vitesse de marche que nous visons.

Alors voici le lien vers la video des premiers pas. Mais auparavant quelques précisions:

- Il s'agit d'une maquette de prothèse, maquette décrivant en termes industriels non pas une copie du produit final mais un outil qui permet de valider certains concepts critiques, ici c'est le nouveau concept informatique qu'on veut expérimenter, pas le concept mécanique qui sera développé plus tard sur un prototype et qui pose moins de problèmes.
La mécanique est donc construite autour de l'électronique qu'elle vérifie et non pas autour de l'application réelle définitive
- La maquette est réliée à un calculateur où est implanté le logiciel de contrôle, d'où les fils ... sur le produit final tout sera intégré dans la prothèse bien entendu
- La maquette (réalisée en partie avec des pièces en nylon et non en aluminium pour des raisons de coût) ne peut pas tenir le poids de la haute stature du pilote d'essai, il ménage donc la mécanique et reporte une partie de son poids sur les cannes qui assurent aussi sa sécurité ( on n'est pas à l'abri d'un bug de soft non plus ...)
- Le logiciel de la maquette tourne plus lentement que le logiciel définitif , il n'est donc pas envisagé pour ce premier essai de marcher vite

- Donc pour résumer l'objectif de ce premier essai, c'est de vérifier que la prothèse vient se placer dans la marche et en position debout à l'endroit que le pied viendrait chercher dans le mouvement naturel

Le lien :

https://www.youtube.com/watch?v=NcZcnmrswZU

Bonjour jpm.
Bravo pour ce travail de maquette de prothèse et de nous tenir au courant quand on sait qu'avec peu de moyens mais une petite équipe qui a de la matière grise à mettre en pratique.
Bien sur ta maquette peut sembler présenter quelques défauts, mais j'ai regardé plusieurs fois la vidéo, le concept du moteur pas à pas est la bonne solution, le reste n'est que détail, juste une petite idée à te soumettre, as-tu pensé que le piston hydraulique pourrait être remplacé par une petite crémaillère noyé dans un tube couplé au moteur, le gain de poids, de fiabilité et d'entretien de l'hydraulique serait résolu avec tous les patients, à moins que le système du piston est l’unique solution.
Reste le pied qui est trop rigide et casse la reproduction du mouvement complet d'une jambe, j'ai confiance que tu t'attaqueras un jour à résoudre le problème d'une cheville articulée.
Encore une fois bravo, peut-être qu’un jour tu nous fera l’honneur de nous présenter en premier la prothèse, même si je ne suis pas très concerné, puisque je suis amputé tibial.
Mic38
Il est toujours délicat d'étendre à autrui sa propre douloureuse expérience.

Bonjour, je n'avais pas choisi de mettre un moteur pas-à-pas, pour deux raisons: la première c'est la technologie de l'automatisme prothèse qui est spécifique, la deuxième c'est le bruit qu'il est très difficile de maîtriser en technologie moteur pas-à-pas. Ecoutez les bandes son des produits US (!) . Là, la maquette prothèse est pratiquement silencieuse.
Ce n'est pas de l'hydraulique non plus, question moteur.
En ce qui concerne l'articulation du pied, bien entendu c'est prévu depuis longtemps et ça ne pose pas de problème vis à vis du concept informatique, mais la réalisation n'est pas pour tout de suite ...

Beau travail surtout sans grosse structure pour soutenir le projet. Le prototype est encore loin d'arriver en phase définitive mais tu es bien parti pour changer les choses.
Bravo

C'est super ce projet !
Je suis sûr que tu vas nous faire une prothèse très convenable !
Bravo à toi et ton équipe !

jpm a écrit:

Bonjour, je n'avais pas choisi de mettre un moteur pas-à-pas, pour deux raisons: la première c'est la technologie de l'automatisme prothèse qui est spécifique, la deuxième c'est le bruit qu'il est très difficile de maîtriser en technologie moteur pas-à-pas. Ecoutez les bandes son des produits US (!) . Là, la maquette prothèse est pratiquement silencieuse.
Ce n'est pas de l'hydraulique non plus, question moteur.
En ce qui concerne l'articulation du pied, bien entendu c'est prévu depuis longtemps et ça ne pose pas de problème vis à vis du concept informatique, mais la réalisation n'est pas pour tout de suite ...

Bonjour jmp, merci de répondre. Je pose parfois des questions "bètes", mais avec peux ou pas de renseignements techniques c'est difficile à suivre.
Quand je parle de moteur pas-à-pas, je sais que ce n'est pas le moteur qui est bruyant, ce sont les engrenages qui sont en métal, si on monte des engrenages en nylon ou mieux en téflon (c'est autolubrifiant), on entend rien, par contre pour l'électronique, le générateur de fréquence ne fait plus de sifflement de nos jours, miniaturisé tout ça demande d'autres compétences et un travail d'équipe serein. Le débat technique est clos.
Au milieu de mes questions "bètes", il y a une réponse qui passe sous silence et qui intéresse tout le monde du forum, je te demande si un jour en priorité (avant de courir les salons) tu peux faire une présentation de la prothèse, je suis curieux, j'aimerai comprendre ton travail, car à GRENOBLE nous avons une multitude de petites sociétés d'automatisme, peu d'ingénieurs sont embauchés dans les grands organismes (d'ailleurs ils finissent par donner leur démission faute de compétences reconnues) et c'est dans ces petites sociétés que les innovations se trouvent.
mic38

Bonjour Mic38,
Sur le bruit des moteurs, c'est un peu compliqué. Alors le réducteur est bruyant certes, mais le moteur pas-à-pas a pour caractéristique d'être très peu amorti, si bien que parfois, l'équipage des aimants permanents entre en résonance dans des bandes audibles et chante une note. L'autre problème plus spécifique à la prothèse c'est la forte variation d’inertie qui pose problème pour un pas-à-pas. Sur la maquette nous avons utilisé un brushless , le léger bruit entendu provient des forces électromécaniques sur les enroulements.
La maquette en est au stade où nous validons un concept que nous pensons nouveau, à moins que le Power Knee utilise quelque chose de semblable, mais à vrai dire nous ne savons rien de la technologie utilisée. Quand on aura fait le test de l’escalier , on saura vraiment ce que notre technologie peut apporter aux personnes amputées sachant que l’objectif est de faire une prothèse moins fatigante et plus maniable que le Cleg pour des utilisateurs qui n’ont pas la tonicité de ceux du Cleg. C’est pourquoi il faut viser plus bas que le Power Knee en poids ( 2.6 Kg au lieu de 3.2 Kg), en prix aussi d’ailleurs, mais ça on sait que notre technologie le permet ….
Pour l’instant avec les résultats de la maquette, on peut dire que le problème n’est plus technique, il est financier, car un prototype nécessite d’engager des moyens importants.

Bonjour jpm,
Ok pour le choix du moteur brushless (il y a 3 fils pour le contrôleur) à l’inverse du brushess (il y a 2 fils), les moteurs brushless sont maintenant beaucoup utilisés, même dans les applications ludiques, le prix est en regard de ces performances, il fallait le dire plutôt.
Votre maquette arrive à un stade de mise en application final qui va prendre plusieurs mois.
Malheureusement l’argent est l’obstacle pour avancer, on pourrait faire le rapprochement avec Bill Gate qui travaillait son premier ordi perso dans son garage.
L’autre exemple plus prêt de nous , c’est le cas de Kempf, après beaucoup de promesses des politiques pour la soutenir avec son projet de Katavox (commande de voiture par la voix), elle est parti en Californie pour trouver de l’aide en conception et finance, sa société a aussi développé un système de double sécurité pour l’accélérateur au volant, malheureusement le « petit français » n’a pas les moyens de l’acheter.
Ce qui me pose réflexion, qui a-t-il derrière vous ?
Vous parlez beaucoup de concept informatique, je ne conteste pas vos compétences dans ce domaine, aligné des pages de programmation, c’est passionnant ; mais la réalisation de circuit imprimé avec les liaisons des capteurs placer sur la peau (ça demande de connaître les emplacements exacte sur le moignon), le tout à base de circuits CMS demande un logiciel onéreux, le montage et la vérification des signaux sur le microprocesseur nécessite un oscillo numérique et même un analyseur de spectre, donc il y a un bon électronicien qui est équipé prêt de vous.
Pour la réalisation de la mécanique, même problème, vous devez avoir dans vos relations un bon tourneur-fraiseur équipé de machine-outil et qui c’est bien lire un dessin industriel.
Pour convaincre une banque à capital risque, vous n’arriverez pas à leur faire verser des larmes de crocodile en disant « j’ai un projet fiable pour faire marcher un amputés fémoral », ils vous demanderont en garanties vos biens, préférences immobiliers, un tel projet demande 500 000 € et un an de travail.
Dans le contexte actuel, je ne vois qu’une association avec un prothésiste qui accepte de commercialiser votre prothèse. Vendre est aussi un métier, je pense que la communication n’est pas un domaine ou vous êtes à l’aise, beaucoup d’ingénieurs échouent dans leur relation car il ramène tout à leur compétence très pointue, j’ai travaillé avec des gens de haut niveau, beaucoup de physiciens et ils savaient utiliser toutes les énergies en jouant la modestie pour ce faire servir.
C’est ce que j’en dis. mic38

Rebonjour,
En ce qui concerne nos moyens en électronique, on dispose des moyens de notre société puisqu'on réalise de nombreux équipements électroniques aéronautiques pour Airbus, Eurocopter etc.... On dispose aussi de moyens en CAO pour la conception des circuits etc...
En ce qui concerne le médical, c'est une première pour nous, hormis une production de matériels électroniques neurochirurgicaux en sous traitance.
On va dire aussi que le concept de la prothèse en cours s'inspire fortement de systèmes aéronautiques.

Pour la mécanique, nous travaillons habituellement avec un bureau de design pour le prototypage, pas pour le maquettage.
En ce qui concerne le développement de nouveaux projets comme la prothèse, il faut bien entendu des moyens, surtout pour la mécanique qui nécessite beaucoup d'heures de CAO mécanique, des outillages, des moules etc... Mais des sociétés importantes qui disposent de gros moyens industriels manquent souvent du principal: des idées et de la matière grise. Nous, non ...

En ce qui concerne l'aspect financier que vous évoquez, Mic 38 les choses ne sont pas simples. Nos collègues canadiens de Victhom qui ont étudié le genou électrique Power Knee ont dû récemment être renfloués à hauteur de 21 millions d'Euros par Otto Bock. C'est dire combien les études de leur genou ont coûté, et encore, Victhom est loin d'être tiré d'affaire.

jpm a écrit:

En ce qui concerne l'aspect financier que vous évoquez, Mic 38 les choses ne sont pas simples. Nos collègues canadiens de Victhom qui ont étudié le genou électrique Power Knee ont dû récemment être renfloués à hauteur de 21 millions d'Euros par Otto Bock. C'est dire combien les études de leur genou ont coûté, et encore, Victhom est loin d'être tiré d'affaire.

Bonjour jpm,
Merci pour cette information, avec ce dialogue vous cernez les difficultés techniques pour ceux qui suivent.
Je voudrai éclaircir le sujet pour vous montrer la complexité.
De quoi parle-t-on ?
Genou électrique.
Genou électronique.
Genou biométrique.
Genou électrique on sait compris !
Genou électronique c’est uniquement une aide au niveau de l’articulation du moteur ou le moindre mouvement est amplifié pour créer une flexion, c’est ce que je ressens sur votre vidéo, l’interface pilote le moteur par le clavier.
Il y a encore du travail pour la maîtrise de l’acquisition de données, j’ai compris que vous savez faire.
Pour un genou biométrique (si ça se dit comme ça ou c'est le vrai terme bionique), son fonctionnement est différent, l’électronique est toujours présente mais ce sont les capteurs d’influx nerveux qui aident à l’acquisition de donnée. Vous en avez parlé qu’il y a eu de nouveaux capteurs qui sont sortis.
J’en déduis qu’il faut positionner plusieurs capteurs dans l’emboiture qui devrait être en contact avec la peau, mais ça serait plutôt un manchon ou gaine fine tapissé de capteurs ; les capteurs qui ne détectent pas d’influx nerveux (à un moment donnés) serait inhibés, le microprocesseur saura interpréter le mouvement à faire grâce à l’acquisition des données numériques, le tout grâce à la programmation mise en mémoire dans des circuits (type PIC).
Naturellement ce type de prothèse ne pourrait être validé en priorité qu’à des patients qui ont eux une amputation type Gritti ou des moignons longs.
J’ai bien compris votre message, le premier qui y arrive, ont dit bingo !!!!
Donc la concurrence en est au même stade que vous, et peut-être moins si le but est de vendre pour récupérer des frais d’études.
C’est ce que j’en di. mic38

Dans notre projet , il n'y a pas de capteurs externes sur l'influx nerveux. qui posent trop de problèmes pour une utilisation au quotidien. A noter que Victhom a vendu à Otto Bock une technologie d'implantation interne de capteurs d'influx nerveux, c'est cela qui les a renfloués en partie.
La voie sur laquelle nous travaillons, c'est celle d'une prothèse tout à fait classique mais qui 'comprend' à l'aide d'un calculateur, ce que veut faire l'utilisateur. Le film a été tourné après 1/4 d'heure de règlage du point d'équilibre statique 'pieds joints', c'est tout et la prothèse a fonctionné comme prévu. On pourra affiner les règlages plus tard mais ce que l'on voulait vérifier a été vérifié. Maintenant, nous devons renforcer mécaniquement la prothèse pour tenir le poids et pour ' forcer ' sur une marche d'escalier, sachant qu'en définitive la prothèse n'est conçue que pour gérer des équilibres, elle ne travailllera jamais réellement en force pour des raisons de sécurité évidentes.

Puisque nous allons dans quelques temps commencer les essais 'chaise' avec la maquette, profitons-en pour examiner ce que fait le Power-knee.

https://www.youtube.com/watch?v=g3myhi4jjJ4

Il semble que le déverrouillage pour s'asseoir se fait manuellement. Pour se lever, l'utilisateur donne un petit coup de genou vers l'avant. C'est une solution à laquelle nous avions songé, avant de tenter une autre voie, nos logiciels de prothèse vont essayer d'accompagner le mouvement naturel impulsé par le reste du corps. C'est un peu plus compliqué d'un point de vue du logiciel, mais d'un point de vue ergonomique, il vaut mieux d'abord envisager de reproduire le geste spontané. Si cela ne fonctionne pas, on sera toujours à temps de revenir à quelquechose de plus simple comme sur le Power Knee.

J'ai un copain en Belgique qui en a un, je peux lui transmettre les questions qui vous viennent à l'esprit si ça peut aider.

Oui merci Grand Pierre. Je crois qu'il existe plusieurs versions du Power Knee. La version 1 était plus massive. La version 2 est plus légère, c'est celle qu'on voit sur le film. Il est possible qu'elle soit équipée de plusieurs versions du soft aussi. L'expérience d'un utilisateur est une source d'enseignements particulièrement précieuse, merci encore.

Petite pause dans l'avancement technique du projet de genou ces derniers temps pour cause de charge de travail sur d'autres sujets.
Une bonne nouvelle, un très important laboratoire de recherche ( la référence mondiale même en matière de biomécanique! ) a visionné le film du premier essai et a trouvé 'très bon' le contrôle de la prothèse. Ils sont intéressés par notre publication du concept.

C'est une bonne nouvelle et c'est très encourageant pour la suite .
Bravo jpm

Excellente nouvelle même ... Si ce labo pouvait avoir la bonne idée d'injecter quelques subsides dans le projet ce serait encore mieux

Merci pour continuer de nous tenir au courant des avancées.

Super nouvelle, j'espère que cela se finalisera et que ça permettra l'avancement technologique du projet.

Bonne continuation à vous et surtout bonne chance pour la suite.

Martine

Bravo !

Je suis (nous sommes tous, probablement) impatient de connaître la suite du feuilleton ! ! !

A l'occasion de la création du Syrobo de Midi Pyrénées, la revue Planète Robots N° 11 (page 20) de Septembre Octobre 2011 présente le projet de genou électrique.

Preuve que le monde de la robotique s'investit dans la compensation du handicap, une autre société toulousaine présente dans le même article, un fauteuil roulant capable de franchir des escaliers.

Bonjour JPM,

Serait il possible d'avoir un pdf de cet article disponible sur le forum ? Car tu nous mets l'eau à la bouche, là ... !

Amicalement
JP

jpm a écrit:

A l'occasion de la création du Syrobo de Midi Pyrénées, la revue Planète Robots N° 11 (page 20) de Septembre Octobre 2011 présente le projet de genou électrique.

Preuve que le monde de la robotique s'investit dans la compensation du handicap, une autre société toulousaine présente dans le même article, un fauteuil roulant capable de franchir des escaliers.

GENIAL,

Alors des nouvelles de l'avancement du projet, des bonnes et des moins bonnes.

Le dernier test effectué consistait à poser le pied en appui sur une marche d'escalier et à se hisser sur la marche.
Le but du test est de valider l'algorithme du calculateur de la prothèse qui réagit en fonction de la recherche d'un appui par la personne. Pour franchir une marche d'escalier par exemple, il faut en effet s'appuyer sur la marche supérieure avec la prothèse et ensuite la prothèse redresse le corps jusqu'au moment où le pied valide rejoint le pied prothèse ( ou la marche suivante). D'un point de vue technique, la difficulté à résoudre vient du fait que la personne doit rester maître du mouvement. Elle doit pouvoir contrôler sa vitesse, gérer son équilibre sur la marche et surtout pouvoir interrompre le mouvement à tout moment. Par exemple, si elle décide pour une raison quelconque de relâcher le mouvement et de revenir sur le pied arrière, la prothèse doit être capable d'accompagner le mouvement. La prothèse doit donc être capable de ' sentir ' l'appui sur la marche et particulièrement la recherche d'équilibre sur l'avant du pied prothèse qui correspond à la montée ou sur le talon qui correspond au retour sur le pied arrière.
Donc c'est un ensemble qui 'fonctionnait sur le papier' mais que nous n'avions jamais essayé en ' grandeur nature '. La question la plus délicate qui se posait, en plus du fonctionnement mécanique, était de savoir si la prothèse allait réellement pouvoir s'intégrer dans le schéma corporel et être contrôlée dans un geste naturel. Pour prendre une comparaison, quand vous conduisez une voiture ou une moto sur l'autoroute, votre voiture ou votre moto suit vos intentions et votre regard, elle ne se conduit pas 'en force'. Pour la prothèse , il fallait arriver à faire quelquechose de similaire.

Nous avons donc mis une nouvelle fois à contribution notre aimable testeur.

Le premier test a montré que la sensation d'effort était effectivement ressentie et que le contrôle prévu était réalisé. La poussé ( 40 kg) du moteur et le bras de levier du genou ont semblé aussi correspondre à l'effort attendu. Le premier test a montré aussi qu'il fallait augmenter l'angle du tibia prothèse pour augmenter l'effacement du pied prothèse devant le nez de marche. Ce paramètre a été en partie corrigé et le deuxième essai a montré un progrés dans la fluidité du mouvement.


Le paramètre d'effacement a alors encore été augmenté, et là surprise après plusieurs essais infructueux,nous avons compris que le moteur avait perdu sa puissance. En fait l'électronique interne du moteur devait être protégée contre la surcharge par une électronique de limitation externe, mais cette dernière avait mal fonctionné, moteur grillé ...

Donc on peut conclure de cette journée qu'une grosse étape a été franchie puisque le principe de fonctionnement de l'informatique de la prothèse est validé par les deux premiers test, mais que les règlages pour affiner le mouvement sont suspendus à l'implantation d'un nouveau moteur.

Merci encore à notre valeureux 'pilote d'essai'.

Très impressionnant ! Grand coup de chapeau aux concepteurs ! ! !



Par contre je constate avec effarement que le pilote d'essais a cassé le beau jouet. ... ... J'espère qu'il sera privé de dessert !

Le cobaye n'a rien cassé du tout, il se trouve que le moteur est susceptible d'avoir eu une défaillance et qu'un pt'it truc à la noix ait grillé et mis le reste en sécurité. le moteur fonctionnait normalement mais ne "poussait" plus à la mise en charge.

Je confirme, le pilote d'essai a été d'une douceur exemplaire avec la mécanique.

L'électronique interne du moteur brushless est normalement protégée par une électronique externe contre les surcharges. La protection du constructeur semble réagir avec un temps de retard, il est même possible que le moteur soit commercialisé sans que son contructeur danois ait vérifié ce point. De toutes façons, il fallait concevoir un nouvel ensemble moteur réducteur de dimension plus réduite, et séparer le moteur du réducteur, de manière à évaluer plusieurs technologies de motorisation, donc il va falloir commencer ce travail un peu plus tôt que prévu. Cela prend du temps mais ne pose aucune difficulté technique particulière. Le moteur brushless présentait l'avantage d'être très silencieux, c'est un critère essentiel pour une prothèse. En revanche, son rendement ( le rapport puissance mécanique fournie sur puissance électrique consommée) était faible. Il faut trouver le bon compromis, masse, rendement, puissance, bruit, longévité.

Bon finalement le moteur n'est pas en panne

En fait le problème vient du fait que l'articulation du pied prothèse est assez raide. Comme le programme attend une flexion à ce niveau pour autoriser la poussée, celle-ci ne venant pas la poussée n'avait pas lieu.
Les deux premiers essais avaient fonctionné parce que le pied devait être un peu plus en arrière sur la marche, ce qui devait donner un peu de couple à la flexion cheville, le poids du corps reposant sur l'avant du pied. Donc il faut modifier le logiciel pour tenir compte de cette particularité. En fait au départ le programme a été conçu pour copier une montée de jambe valide. Or dans une montée d'escalier l'absence de rotation de la cheville est une différence importante.
Autre cas de figure où cette absence pose problème , c'est la montée sur la jambe valide. Pour les personnes en bonne condition physique, le muscle de la cuisse valide développe une poussée suffisante. Mais pour les autres , le complément d'effort est apporté par le couple d'appui sur le pied arrière, sauf que ... le pied prothèse ne pousse pas. D'où la conclusion qu'une prothèse électrique de genou devra tôt ou tard être équipée d'une cheville motrice .

Bonne nouvelle que le moteur ne soit pas grillé (le poids du cobaye aurait pu l'endommager ....)
Une cheville motorisée ne risque t-elle pas d'entrainer un poids trop important ? Dans une prothèse "classique" on privilégie la légèreté du pied de façon à diminuer l'inertie dans le phase pendulaire du genou.

C'est tout à fait exact , la masse et le moment d'inertie sont deux paramètres essentiels. Toute masse dans la partie basse pénalise fortement le moment d'inertie, c'est donc le cas d'une motorisation du pied au niveau de la cheville. Néanmoins, un pied réel a une certaine masse et cela se gère. Dans le cas de la course, il me semble même que Pistorius exploite la faible inertie des pieds qui compense l'apport musculaire perdu. La prothèse hydraulique type Cleg doit présenter un moment d'inertie assez faible car elle se propulse par inertie et l'amortisseur électronique s'adapte mais dans des limites qui ne doivent pas être dépassées. Pour une prothèse électrique qui ne nécessite pas d'être ' lancée' au démarrage comme un Cleg, l'effet de l'inertie est moindre et je pense qu'à l'usage, la fatigue du moignon sera moindre aussi parce qu'il sera moins sollicité en torsion.

La recherche d'une économie de masse sur la prothèse est un vrai problème, choix des matériaux, composites, moteur spécifique, batterie lithium

Quelques nouvelles ...
Le brevet a été déposé auprès de l'Institut National de la Propriété Industrielle. L'instruction du dossier va prendre environ une année.
Différents contacts sont en cours pour le financement du projet, affaire à suivre ...

On croise les doigts pour que votre projet aboutisse... quelle énergie !

Catherine a tout dit, bonne chance dans cette aventure.

Merci pour vos encouragements. La recherche de moyens financiers prend beaucoup de temps. Et pourtant le budget d'un tel projet est insignifiant en comparaison de l'argent gaspillé par la France pour .... bombarder la Libye ...

bonjour JPM

Bravo pour ton projet et le temps que tu lui accorde
Deux choses me sidèrent : le délais d'étude du brevet,le fait que des grands groupes du type lagarrigue ne te
subventionnent pas dans tes recherches (c'est là qu'un avantage fiscal serait bien utile) à moins qu'ils ne soient
pieds et poings liés par leurs fournisseurs
Je reste attentif à l'évolution de ton projet
bien amicalement,christian

En fait Chris, il faut faire la distinction entre ce qu'on entend dans les media et la réalité.
Par exemple, il me serait très facile d'obtenir 200 000 ou 300 000 Euros pour financer le projet de la part d'un organisme public bien connu. Ils appellent cela une 'aide', mais en réalité quand on leur demande à voir leur contrat, il s'agit en réalité d'un prêt qu'ils disent cautionner. Et quand on regarde à nouveau dans le détail la caution qu'ils accordent, et bien c'est du vent car leur contrat leur permet de soustraire leur caution à tout moment ...

En ce qui concerne l'étude du brevet par l'administration, c'est vrai que cela peut sembler un peu long, mais en réalité, il y a beaucoup de travail pour eux et c'est assez complexe.
Au passage, je dois dire que les services de l'INPI fonctionnent remarquablement bien et ils nous ont apporté un véritable support, un vrai service public...
D'autres administrations fonctionnent moins bien, et à propos 'd'avantage fiscal' que vous évoquez Chris pour les entreprises qui innovent , ma taxe professionnelle ( à noter qu'en France la taxe professionnelle taxe le simple fait de travailler, pas les revenus ...), et bien cette année, elle a doublé, sans raison aucune. A ma demande d'explication, j'ai eu droit à des intimidations de la part du fisc ...

En ce qui concerne l'association avec un prothésiste, cela reste possible, mais d'une manière générale, ils sont liés avec les fournisseurs du secteur. Actuellement, nos recherches de partenariat sont orientées vers des gens qui disposent d'outils utilisés dans le secteur aérospatial.

J'ai trouvé ceci qui pourrait intéresser certaines personnes sur le forum:

http://novel.de/novelcontent/medical/prosthesis-hardware

Novel est une société allemande qui développe des capteurs de pression de surface. Une application importante est la mesure des pieds diabètiques. Comme on peut le voir, ils ont aussi réalisé une application qui permet de mesurer les contraintes de pression de surface au niveau de l'emboîture. Je pense que c'est un outil qui devrait permettre de mieux comprendre les problèmes de douleur ou de gêne ressenties au niveau du moignon. Je ne sais pas si des labos de recherche ont travaillé en France sur cette question. Je dois rencontrer prochainement à Toulouse des scientifiques qui travaillent aussi sur des capteurs de contact pour pieds diabètiques. J'essaierai d'en savoir un peu plus.

Sinon, côté projet genou, les essais n'ont pas repris faute de disponibilité, il reste à tester la nouvelle loi de commande qui intègre la raideur de la cheville prothèse avec une recherche d'appui adaptée pour la montée d'escalier. A valider donc.
Malgré tout, les choses ont bien avancé sur la définition de l'alimentation électrique et sur la définition du micro calculateur embarqué. L'étape à venir ( quelques mois de travail quand même) consistera à basculer le logiciel actuellement sur PC vers le microcalculateur. L'objectif, en plus de la miniaturisation sera d'augmenter la vitesse de calcul ( objectif X 16) pour effectuer du vrai temps réel et donc pour fluidifier le mouvement qui est actuellement saccadé à cause de la lenteur du PC.

Fascinant !

Merci de toutes ces informations, et bravo !

Amicalement

Une nouvelle video réalisée par un couple de pros.

https://www.youtube.com/watch?v=pycxxeq_vsU&feature=youtu.be