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 ?

Une nouvelle video réalisée par un couple de pros.

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

bonjour à toutes et à tous
Merci JPM,superbe ,élégant , fluide ce déroulé de jambe
bonne continuation
amicalement,christian

jpm a écrit:

Une nouvelle video réalisée par un couple de pros.

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

Bonjour jpm et tout le monde.
Très bien la vidéo, bon travail qui avance.
Peux-tu nous en dire plus sur l’avancement de l’électronique ?
J’utilise tous les matins un tapis de marche du même genre que celui qui est sur la vidéo.
On voit que la vitesse est <1 km/h et régulée, la pente doit être à 0 %. Le PC sert-il à gérer la pression des capteurs (sur le moignon) ou la carte de régulation du moteur pas-à-pas.
Que se passe-t-il, si on augmente uniquement la pente du tapis de marche (exemple 8 % ? Je sais bien que la vitesse restant constante pour la vitesse du tapis, la force appliquée aux engrenages du moteur ne sera pas une contrainte, mais le phénomène inverse va se produire, c’est la jambe valide qui va vite se fatiguer !
S’il n’y a pas de capteur de pression, j’en déduis que c’est le tapis de marche qui joue le rôle de motricité à la place du cerveau dans une première phase de mise au point de la carte de contrôle du moteur.
Bravo pour ce projet qui tient tout le monde concerné ou pas avec attention.

Mic38

Effectivement Chris le déroulé de jambe est particulièrement harmonieux, mais il est vrai que nous avons un pilote d'essais hors pair et qui connaît très bien la mécanique...!
Il faut souligner qu'il est une aide indispensable pour la mise au point et le développement Un tel projet ne pourrait avancer sans le concours d'une personne qui vit la question de l'amputation.
Mais l'objectif final ce n'est pas de réaliser une prothèse pour un superman, au contraire c'est de réaliser une prothèse pour des gens qui ne peuvent pas utiliser une prothèse classique comme le Cleg. On peut voir sur la video que la prothèse ne sollicite pas le moignon dans l'effet d'élan nécessaire à une prothèse hydraulique. Cette prothèse quand elle sera terminée ne nécessitera pas de faire une effort anormal pour marcher et le mouvement réalisé sera particulièrement doux pour ne pas fatiguer le moignon et le reste de l'organisme. A ce propos d'ailleurs, on voit bien sur la video que la raideur du pied prothèse est compensée au moment de l'avancée du pied par un léger mouvement de sustentation de la hanche. Il faudra un jour éliminer cet effort en équipant la cheville d'une motorisation qui soulève le pied.
Pour Mic c'est le premier essai sur tapis que nous faisons. Nous n'avons pas essayé encore d'augmenter l'inclinaison. Nous le ferons avec une configuration matérielle et logicielle plus avancée. Le système ne fonctionne pas du tout comme le Cleg ou le Power knee, il est complètement nouveau. C'est bien le cerveau qui conduit la marche , pas le tapis !!! Le calculateur PC que l'on voit à l'image contrôle le mouvement, en s'adaptant aux intentions du marcheur comme pour un genou normal.Il sert aussi d'écran de contrôle pour les essais. Le programme sera prochainement intégré dans un petit calculateur monté dans la prothèse et le PC ne sera plus utilisé. Il nous reste encore pas mal de travaux de mise au point mais le concept semble très prometteur. Nous en attendons beaucoup pour la montée d'escalier et le franchissement d'obstacles.

Amputé fémoral gauche depuis deux mois et seulement avec une prothese provisoire et un genou hydraulique, je suis avec intérêt l"évolution de ces travaux qui me semblent beaucoup plus compliqués que pour vous, et bravo pour essayer de casser le monopole, nous avons besoin de ce type de recherche en France et de produits concurrents dans l'avenir, proche ?
Encore bravo !!!

jpm a écrit:

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

Bonjour

Les essais avec capteur de pression dans l'emboîture existent depuis longtemps.
Il y a 10 ans je suis passé par ces tests au Centre Ster de Lamalou: c'était le Dr Barrault qui les dirigeait à l'époque.

De retour de Toulouse, je vous donne quelques nouvelles du J-new

Hier soir 31 janvier 2011, soit un peu plus d'un an après le début du projet, JPM et Philippe, se sont vus remettre un trophée (accompagné de quelques menus subsides) pour ce genou.

Nous étions conviés à la fête et j'ai pu avoir le micro pour quelques instants ce qui m'a permis de parler d' ADEPA.

Voici en lien le petit film de présentation qui a été projeté dans la salle
http://www.mp-i.fr/2012/01/31/millinav/

(environ 500 personnes étaient présentes dans la salle, pour la plupart des "huiles" de la haute technologie et des finances)

La suite est en route !!!!

Merci G-Pierre pour le partage.
Le film de présentation de cette nouvelle prothèse est fort intéressant. Le chemin doit être encore long pour arriver au stade de la fabrication.
C'est vraiment bien, un nouveau genou qui pourrait changer la vie des fémoraux et ce qui serait super à des prix plus accessibles peut-être..
Bravo à JPM et Philippe pour leur récompense et pour le travail de recherche qu'ils ont conduit.
Tu nous tiendras au courant G-Pierre des suites de ta présentation d'ADEPA... une belle opportunité que tu as su saisir !

Félicitations pour le trophée et pour l'avancée du projet. Le film est intéressant et permet de mieux comprendre la conception de ce genou. J'espère que ce trophée et cette reconnaissance ne sont que le début et que cela aboutira à un genou performant (je n'en doute pas) et accessible financièrement.
Bon courage pour la suite.

C'est formidable,même je ne suis pas concernée, n'étant que tibiale mais néanmoins je reste très intéressée par tout ce qui est mis en oeuvre afin d'apporter un confort et une véritable indépendance concernant tous les amputé fémoraux. La technique me dépasse un peu...même beaucoup, mais je sens un réel progrès se profiler dans un futur relativement proche.
Je ne peux que soutenir ce projet.

Merci à tous pour vos encouragements et un merci tout particulier pour Grand Pierre et Martine.
Il est assez significatif que le Conseil Régional Midi-Pyrénées , Airbus et la BNP se soient intéressés à ce projet, cela traduit à la fois la sympathie croissante envers le monde du handicap et la conviction que l'investissement dans les nouvelles technologies bioniques peut améliorer les conditions de vie des handicapés dans un avenir proche.
Un an c'est court et c'est long à la fois, mais l'on peut mesurer le chemin parcouru: l'idée générale, le brevet, quelques essais sur maquette.
Beaucoup de travail en perspective pour 2012. Comme le dit notre ami Grand pierre, la suite est en route: la réalisation du sonar de détection d'obstacle déjà bien avancée, la miniaturisation du calculateur et des capteurs, l'essai du nouveau logiciel, l'intégration du contrôle moteur et des batteries, la mise en service des moyens de radiocommunication ...

Beau boulot. Je suis impatient de lire la suite de l'avancé de ce projet

Quelques nouvelles du projet. Le calculateur embarqué est en cours de fabrication et devrait être disponible début Avril. Les logiciels pourront alors être implantés et testés. La mécanique du prototype est en cours d'étude. Elle sera plus courte que la maquette pour s'adapter à différentes tailles d'utilisateur et sera équipée de batteries.

On a hâte de la suite ....

Magnifique boulot !
Félicitations !
Philippe

Je ne sais pas comment vous faites pour avancer aussi vite car je crois savoir que votre équipe n'est pas si nombreuse, vous travaillez jours et nuits, sept jours sur sept ?

Chapeau ! et Bravo !

Amitiés
JP

jpm a écrit:

Concernant les emboitures, c'est un vrai problème technologique que vous posez et de mon côté je me suis aussi posé beaucoup de questions sur ce sujet. Cela semble plus complexe à résoudre qu'un genou bionique mais là encore, il existe sans doute des solutions à creuser concernant la capacité d'adaptation de l'emboiture aux variations de dimensions.

Vous avez écrit ça le 10 Décembre 2010.

Là, je serais bien curieux de savoir quelles pistes on pourrait explorer pour résoudre ce problème ! Comme beaucoup, je suis personnellement confronté à ce phénomène absolument tous les jours et tout au long de la journée .
J'y ai beaucoup réfléchi et je n'ai pas encore trouvé de solutions qui pourraient être à la fois simples, efficaces et éventuellement (ou accessoirement) esthétiques !

... Et il y a largement plus d'emboîtures en service que de genoux "électroniques" !

JP, si tu trouves quelques grosses "poignées" d'€uros, je suis sur que Jean Pierre se fera un plaisir de se pencher sur le problème

Il a quelques pistes de réflexions mais pour l'heure il a un projet à faire aboutir !!!

Mais oui, "on" ne va pas le distraire de son travail !!!!

Il n’empêche que ça m'intéresse ...

C'est vrai, les journées sont longues en ce moment....
Pour la question de l'emboîture, j'avais édité ici sur un fil ( lequel ?) une photographie montrant la cartographie de pression d'une emboîture de fémur réalisée par une société allemande qui avait réutilisé sa technologie de mesure de pied diabétique. Il me semble que la solution ( pas simple ) passe par là. Réutiliser cette cartographie pour équilibrer la pression sur le moignon, comme on le fait déjà sur les combinaisons anti-G qu'utilisent les pilotes soumis à des facteurs de charge élevés.
Bon, on va terminer le genou d'abord

jpm a écrit:

Bon, on va terminer le genou d'abord

... Et après, je suis prêt à faire le pilote d'essais !

Télé Toulouse est venue jeter un petit coup d'oeil sur les travaux en cours:

https://www.youtube.com/watch?v=fUbqea9D7k0

Un plan très bref de la nouvelle motorisation en cours de câblage est visible.

Bonjour à tous,

je viens de lire tout les com sur le projet, c'est totalement génial et j'adhère!!!

.

Merci pour vos messages.
Alors un point sur l'avancement. La nouvelle carte calculateur a été intégrée et les premiers logiciels chargés. Au cours des réglages,il est apparu que le nouveau moteur présentait un jeu mécanique important, source de vibrations. Ce nouveau moteur, plus court, présente l'avantage d'être adapté à des amputés de taille moyenne mais il faudra, je pense, reprendre sa conception de base pour le doter d'un réducteur plus élaboré. Du travail en plus qui n'était pas prévu ...

L'électronique est maintenant terminée. Les sonars, le calculateur du moteur, l'électronique de régulation du moteur, la liaison radio avec le calculateur PC, tout fonctionne . Encore du travail de réglage et d'optimisation de la ' souplesse ' du mouvement perturbée par le jeu du moteur qu'il faudra corriger, mais auparavant il faut acquérir de l'expérience pratique. Rien ne remplace le travail d'observation, les premiers essais vont pouvoir commencer. Les logiciels seront recentrés sur la base de cette première expérience.

Pour ceux qui suivent le projet, voici donc les dernières images que notre envoyée (très) spéciale à réussi à rapporter au péril de sa vie !



Le concept fonctionne, des problèmes de motorisation ont été mis en évidence mais il est certain que cette voie est bonne, tout doit être mis en oeuvre pour que ce projet aboutisse. Plus il se développe, plus c'est une évidence qu'il réponds à un besoin et une attente principalement de la part des seniors (et à priori nous le deviendrons tous !!!!!)

Quel travail ! C'est impressionnant ce résultat en si peu de temps finalement.
J'espère que ce projet aboutira rapidement même si je ne suis pas encore une senior

elfie a écrit:

Quel travail ! C'est impressionnant ce résultat en si peu de temps finalement.

Oui, et avec des moyens modestes si j'ai bien compris ! Chapeau bas !

Un grand merci à notre pilote d'essai dont les conseils et l'expérience sont extrêmement précieux pour l'avancement du projet.
Précédemment, avec la maquette, une bonne dizaine de kg se trouvaient au bout du fil, il s'agissait avec cet essai de vérifier la faisabilité de l'intégration de toutes les fonctions dans la prothèse.
Comme prévisible, certains réglages théoriques sont à reprendre , on le voit bien sur le film ( effacement du pied sur l'arrière, réglage statique, angle de fermeture du genou assis, distance de détection d'obstacle devant le pied ( bon là, c'est la pointure du pilote qui n'est pas dans les normes aussi ). Pour l'essai la carte calculateur avait été placée à l'extérieur pour faciliter le chargement des programmes.
La première leçon à tirer aujourd'hui de cet essai, c'est que le devis de masse est à revoir: 3200 g . C'est pourtant la masse du Power Knee ( dernière génération) , mais c'est largement excessif en ressenti , il faut revenir sur une masse proche du Cleg c'est-à-dire entre 2300 g et 2600 g. C'est faisable en réduisant la masse des batteries embarquées et en optimisant la structure mécanique.
La deuxième leçon, c'est qu'il faut définitivement abandonner l'idée d'utiliser un moto-réducteur fourni par l'industrie. A la suite du test, il a été possible de démonter le motoréducteur et de confirmer ce que l'on pressentait à savoir une réalisation déplorable ( !!!???). Il faut donc redévelopper complètement un nouveau motoréducteur ce qui prendra deux ou trois mois.
Ce n'est qu'avec un motoréducteur fiable que l'on pourra reprendre les essais de manière efficace et aborder la phase de test qui concernera la compréhension par la prothèse de son environnement .
Ensuite on pourra aborder la phase de 'relooking ' pour lui donner une mine sympathique, tâche qui sera confiée au 'designer' industriel ...

La présentation à Rennes le 15 Juin était marquée d'une grande tristesse du fait de l'état de santé de M. Penot. J'ai salué son action et son dévouement au sein de son association.

Merci Jean Pierre d'avoir assuré la présentation. souhaitons que l'écho soit favorable à la poursuite du projet.

Bon c'est fait, la nouvelle motorisation est réalisée. L'été a été donc bien occupé: conception d'ensemble, dessin des pièces de détail, réalisation des programmes d'usinage, usinage, intégration ...
Il reste maintenant à associer le calculateur et la nouvelle motorisation et à reprendre les réglages.
Le rendement global de cette nouvelle mécanique, c'est à dire le ratio entre la puissance électrique fournie et la puissance mécanique délivrée, devrait être largement supérieur aux deux versions précédentes, ce qui permettra de réduire la masse embarquée de batteries sans nuire à l'autonomie. La masse globale sera donc réduite, l'objectif final étant de se rapprocher de la masse du Cleg.

Sur l'adresse ci-après , l'association d'un Cleg eet d'une cheville motorisée Biom réalisée par Herr, le responsable du labo du MIT
http://www.va.gov/health/NewsFeatures/20120719a.asp

C'est très intéressant et c'est bien entendu une voie dans laquelle nous comptons bien nous engager un jour. Nous l'avons bien vu lors des essais réalisés par Grand Pierre sur tapis, la cheville raide oblige à compenser d'un ou deux centimètre le passage à la verticale de la jambe par une surélévation du bassin, sinon le pied touche le sol. Un tel mouvement même s'il reste discret est une sollicitation du bassin qui pourrait être une cause de fatigue. Une articulation de cheville présente aussi l'intérêt de rendre les mouvements de montée d'escalier ou de lever d'une chaise plus simples, l'appui avec une cheville mobile se trouvant non plus sur la pointe du pied mais sur le talon. Cela simplifie considérablement le contrôle du mouvement.
Dans l'association cheville Biom et genou Cleg, on peut néanmoins s'interroger sur la capacité du Cleg à freiner la masse importante de la cheville. D'autre part il nous semble que le moment d'inertie global doit être très élevé créant par conséquent des contraintes au niveau de l'emboîture.

Les premiers essais de la nouvelle motorisation conçue spécifiquement pour la prothèse sont très encourageants. Finis les problèmes rencontrés avec les motorisations précédentes: consommation excessive, échauffement, rendement énergétique faible, jeu mécanique rédhibitoire ...

Le contrôle du moteur par le calculateur est beaucoup plus souple aussi et tous les compléments logiciels pour compenser les défauts mécaniques sont abandonnés pour revenir ... quasiment à la version du soft de départ ....
On observe cependant quelques légères vibrations sans doute dues à une résonance du réducteur.
Le niveau du bruit n'est pas encore parfait, mais il nécessitera une étude spécifique associée à l'étude de la résonance du réducteur.

Donc, c'est une étape importante qui vient d'être franchie. Le travail d'optimisation des logiciels va maintenant reprendre.

On a rien de prévu à partir de mercredi ( demain repos, mardi Andorre et après ... libres jusqu'à samedi soir)

Quelques nouvelles de l'avancement.
La 'carrosserie' de la prothèse a été dessinée et l'on peut la voir maintenant en virtuel sur la console de CAO. Elle a une ligne moins élancée que le C-leg, mais elle pourra s'adapter plus facilement que le Cleg à des personnes de petite taille. La structure est entièrement fraisée en coque mince dans un bloc d'aluminium, elle n'est pas en carbone comme le Cleg pour des raisons de coût industriel, mais elle pourra un jour évoluer vers du carbone.
La masse de cette structure sera de 550g nettement moins que celle de l'actuel prototype,
le nouvel objectif de masse de la prothèse complète ,suite aux essais de cet été, étant de tomber en dessous de la barre des 2 Kg.
La mise au point des performances de la poussée du nouveau moteur est en cours, ce qui présente quelques difficultés informatiques, le but étant de concilier souplesse du contrôle et effort dans le vérin.

Merci Jean Pierre de nous donner des informations sur l'évolution du projet.
De son coté l'essayeur est toujours mal en point . Demain nouveau moulage pour refaire une nouvelle emboiture (provisoire car l'hématome n'est toujours pas totalement résorbé ...) devant permettre à ce pauvre "cobaye" de sortir de son fauteuil.

J'ai bien peur que les prochains essais ne puissent se dérouler avant le début de l'année prochaine ... Désolé pour tous ces contretemps.

Merci Grand Pierre, l'essentiel, c'est que votre santé revienne au plus vite

En attendant un (très) prochain "retour aux affaires" voici une photo de la version actuelle et qui sera certainement la version définitive.

Je la publie avec l'aimable autorisation de JPM

Esthétiquement très réussi en tout cas !!!!!

J'espère surtout qu'il va "marcher" comme tout le monde l'espère, aussi bien en termes techniques (bien sûr, mais ça je n'en doute pas !) qu'en termes de services rendus, de diffusion commerciale, d'agrément administratif et cætera ...

En tout cas, parvenir à un tel résultat en si peu de de temps est déjà en soi un magnifique exploit et également un immense espoir : J'espère que Monsieur JPM ne va pas s’arrêter en si bon chemin car d'autres sujets méritent d'être l’objet de sa réflexion.

Bravo

Un grand coup de chapeau au concepteur de ce prototype, qui à n'en pas douter, ne manqueras pas d'évoluer au fil du temps si "le testeur" retrouve sa forme rapidement, ... ce que nous lui souhaitons tous.

C'est bon Jean Claude, le "cobaye" est sur pieds ( ) et est en grande forme ...

Merci pour vos encouragements
La masse du prototype de la photo est supérieure de 200 g à celle d'un Cleg., mais des gains de masse seront appliqués après des essais de structure. L'objectif était de concevoir une structure facile à réaliser de manière industrielle avec un coût raisonnable. Cela a nécessité pour moi un temps de préparation assez long mais la pièce a été réalisée du premier coup à l'exception d'un petit problème de transfert de fichier informatique qui semble maintenant résolu.
Pour information la machine, toute récente, qui a usiné la pièce a nécessité un investissement chez l'industriel de 350 000 Euros.
Le genou est un peu plus court que le Cleg, il s'adapte à des gens de petite taille ( <150 cm) avec des interfaces standards européens sans compliquer le choix du pied prothétique.
Le modèle sera équipé ultérieurement de pièces en plastique ( type ABS) de fermeture sur la partie arrière et au niveau du genou d'une pièce en élastomère pour limiter l'usure des vêtements.
Le gros du travail consiste aujourd'hui à reprendre les développements logiciels du contrôle moteur et à miniaturiser les sonars tout en les rendant compatibles de la présence de vêtements.
La prothèse attend le 'cobaye' tout prochainement ... de pied ferme.

Bref compte rendu du dernier essai de ce genou.

- Esthétiquement c'est réussi, il dégage de la robustesse sans paraitre trop massif.
- Le poids peut surprendre lorsque on fait demi-tour sur place (les grammes en + se font sentir) mais dès qu'on est en mouvement cet excès de poids se fait totalement oublier.

Il y a encore plein de trucs à reprendre mais d'ores et déjà on a là une excellente base véritablement bluffante lors des phases de "lever de chaise" (surtout à la fin avec l'ultime réglage "pour la beauté du geste ...)

Une courte vidéo va venir prochainement et pour vous faire patienter (comme vous avez été sages) on vous offre une belle image

Un grand bravo au concepteur et au testeur ,amicalement impréssionné. arman

Magnifique, il ne fait absolument pas mastoc, j'ai hate de voir la vidéo. C'est du beau petit boulot, le fruit de longues recherches et de tests pour parvenir à ce résultat.

Et hop hop hop la vidéo !

La démarche est bonne, mais je suis bluffé lorsque tu t'assois ou que tu te lèves de la chaise les deux jambes parallèles. Rien n'y parait, si tu avais en pantalon, bien malin serait celui qui pourrait dire que tu es appareillé.

Tout à fait, c'est stupéfiant de facilité même par rapport au c-leg.

Pour s'asseoir la résistance électrique du moteur freine largement aussi bien que l'hydraulique (si ce n'est plus !) et pour se lever, là c'est la panacée, le moteur aide au mouvement (il ne lève pas le sujet, il l'accompagne) la jambe valide force considérablement moins que d'habitude (et encore le moteur était au mini ce qui explique la très petite vitesse de marche)

Bien sur, il reste encore un long chemin à parcourir mais de l'avis de JPM (le concepteur) il est raisonnable d'envisager à courte échéance un essai "grandeur nature".

Bonjour,
Premier essai, premier bilan technique.
Pour la marche, un problème de jeu sur une pièce de liaison du moteur, problème lié à la réalisation de cette pièce par un assemblage alors que dans la version définitive elle sera monobloc, fraisée dans la masse. Ensuite le déplacement d'un capteur dans cette version n'a pas été bien pris en compte par le logiciel , ce qui explique le manque de dynamique du mouvement bien visible sur l'arrière du pas mais aussi sensible sur l'avant. La correction de ces deux points ne posera pas de problème.

Pour le lever d'une chaise, on entre là dans l'intérêt principal de ce type de technologie, après tout le C- leg permet déjà de marcher ....
L'effort doit être contrôlé de manière intuitive, c'est-à-dire que le logiciel doit s'intégrer dans le schéma corporel. La demande d'appui du corps ne doit pas se traduire par une réponse excessive de la prothèse. Pratiquement, cela veut dire qu'il faut d'abord que l'électronique contrôle le mécanisme, mais aussi que l'utilisateur conserve le contrôle de l'électronique en permanence. Il y a donc deux aspects,l'un strictement technique, l'autre plus psychologique et il faut maîtriser la coordination de l'un avec l'autre. Comme toute les choses nouvelles, il faudra acquérir de l'expérience dans ce domaine.
Pour ce premier essai, l'effort était réglé à 30% de la puissance disponible.