Les capteurs alimentés par la lumière permettent aux patients à mobilité réduite de bénéficier d'une rééducation portable avancée

Université des sciences et technologies de Pohang, Pohang, Corée du Sud

Détection de la cartographie des contraintes multiaxiales du flacon de détection de mouvement de rotation de l'épaule à trois axes. (Image : POSTECH)

Récemment, une entreprise coréenne a fait don à un hôpital d’un robot portable, conçu pour aider les patients à mobilité réduite pendant leur réadaptation. Les patients portent ce robot pour recevoir une assistance pour les exercices musculaires et articulaires tout en effectuant des actions telles que marcher ou s'asseoir. Les appareils portables, notamment les montres intelligentes ou les lunettes que les gens portent et attachent à leur peau, ont le potentiel d'améliorer notre qualité de vie, offrant une lueur d'espoir à certaines personnes, à l'instar de cette innovation robotique.

Les capteurs de contrainte utilisés dans ces robots de rééducation analysent les données en traduisant des changements physiques spécifiques dans des régions spécifiques en signaux électriques. Particulièrement flexibles, ces capteurs sont flexibles et capables d'évaluer même les changements corporels les plus subtils, car ils sont fabriqués à partir de matériaux légers pour faciliter la fixation sur la peau. Cependant, les capteurs de contrainte souples classiques présentent souvent une durabilité insuffisante en raison de leur sensibilité aux facteurs externes tels que la température et l'humidité. De plus, leur processus de fabrication compliqué pose des défis pour une commercialisation à grande échelle.

Une équipe de recherche dirigée par le professeur Sung-Min Park du Département de génie informatique de convergence et du Département de génie mécanique et le doctorant Sunguk Hong du Département de génie mécanique de l'Université des sciences et technologies de Pohang (POSTECH) ont réussi à surmonter les limites de ces capteurs de contrainte souple en intégrant la technologie de vision par ordinateur dans les capteurs optiques. Les résultats de leurs recherches ont été présentés dans Flexible Electronics .

L’équipe a développé une technologie de capteur connue sous le nom de contrainte optique basée sur la vision par ordinateur (CVOS) au cours de son étude. Contrairement aux capteurs conventionnels qui dépendent de signaux électriques, les capteurs CVOS utilisent des capteurs de vision par ordinateur et optiques pour analyser des modèles optiques à l'échelle microscopique et extraire des données concernant les changements. Cette approche améliore intrinsèquement la durabilité en éliminant les éléments qui compromettent les fonctionnalités des capteurs et en rationalisant les processus de fabrication, facilitant ainsi la commercialisation des capteurs.

Contrairement aux capteurs conventionnels qui détectent uniquement les déformations biaxiales, les capteurs CVOS présentent la capacité exceptionnelle de détecter les mouvements de rotation triaxiaux grâce à une cartographie des déformations multiaxiales en temps réel. Essentiellement, ces capteurs permettent la reconnaissance précise de mouvements corporels complexes et variés grâce à un seul capteur. L'équipe de recherche a étayé cette affirmation par des expériences appliquant des capteurs CVOS à des appareils d'assistance dans le cadre de traitements de rééducation.

Grâce à l'intégration d'un algorithme de correction de réponse basé sur l'IA qui corrige divers facteurs d'erreur survenant lors de la détection du signal, les résultats de l'expérience ont montré un niveau de confiance élevé. Même après avoir subi plus de 10 000 itérations, ces capteurs ont toujours conservé leurs performances exceptionnelles.

Park, qui a dirigé la recherche, a expliqué : "Les capteurs CVOS excellent dans la distinction des mouvements du corps dans diverses directions et angles, optimisant ainsi les interventions de rééducation efficaces. En adaptant les indicateurs de conception et les algorithmes pour les aligner sur des objectifs spécifiques, les capteurs CVOS ont un potentiel illimité pour des applications dans tous les secteurs."

Pour plus d'informations, contactez Jinyoung Huh à Cette adresse e-mail est protégée contre les robots spammeurs. Vous devez activer Javascript pour le visualiser.; +82-54-279-2415.