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Une équipe du Georgia Tech Center for Music Technology (GTCMT) a récemment mis au point une main prothétique permettant à un musicien ayant subi une amputation de l’avant-bras de rejouer du piano. 

Le Georgia Tech Center for Music Technology (GTCMT)

Créé en 2009 par le Professeur Gil Weinberg au sein la School of Music, composante du College of Design, le GTCMT est un centre de recherche leader international en technologie musicale. Les chercheurs du centre proviennent d’horizons variés, notamment en informatique, robotique, design et disposent tous de bases musicales leur permettant d’appliquer leurs connaissances scientifiques à cet art.

Le centre est organisé autour de 4 laboratoires de recherche ; composition, éducation et distribution de la musique ; acoustique musicale ; informatique musicale et robots musiciens. Leurs recherches ont pour objectif de développer les nouvelles technologies de demain en matière de composition, consommation, éducation et représentation musicale. Ils créent ainsi de nouveaux logiciels, instruments et objets musicaux tous azimuts. Le laboratoire est sponsorisé par différents équipementiers prestigieux d’instruments de musique (Moog, Dolby), grandes entreprises de technologie (Google, Mozilla) ainsi que différents fonds extérieurs, notamment le French-American Fund for Contemporary Music.

Le Skywalker Project : La main bionique “Luke Skywalker”

Le programme est mené par le Professeur Weinberg et son équipe de chercheurs du GTCMT, dont fait partie Jason Barnes qui est également le sujet d’étude du programme. Ce musicien et chercheur a dû subir en 2012 suite à une électrocution, une amputation du bras jusqu’en dessous du coude. L’opération lui a retiré sa main et la plupart de son avant-bras mais Jason dispose toujours de son muscle qui lui permettait de contrôler ses doigts.

L’équipe a mis au point une prothèse permettant à Jason de contrôler chacun de ses doigts de manière individuelle et de rejouer du piano. Une telle précision de mouvement est rendue possible grâce à l’utilisation d’une sonde à ultrasons comme transmetteur de signal, du même type que celles utilisées lors d’échographies obstétricales notamment. Le Professeur Weinberg indique que « l’utilisation de cette nouvelle technologie permet au bras de détecter quel doigt la personne amputée souhaite bouger, même si cette personne ne dispose plus de doigts. »

Ainsi en combinant ce nouveau système de signal avec un algorithme intelligent capable d’apprendre et de déterminer quel mouvement Jason souhaite effectuer, l’équipe a réussi à lui permettre de bouger de manière indépendante et simultanée ses doigts mais aussi d’y affecter la force et pression souhaitée, chose impossible avec sa prothèse quotidienne.

En effet, la prothèse que Jason utilise tous les jours est similaire aux prothèses disponibles sur le marché et contrôlée par des capteurs musculaires électromyographiques sensibles à l’activité électrique produite par les muscles squelettiques sous contrôle volontaire du système nerveux central. La précision du signal converti n’est pas suffisante et souffre d’un trop grand nombre de parasites pour permettre de détecter quel doigt la personne souhaite bouger.

Cette nouvelle technologie représente une avancée notable dans la recherche puisqu’elle permet à son utilisateur de disposer d’une finesse et précision de mouvement jusqu’alors impossibles avec les prothèses actuelles comme l’atteste Jason, déclarant que « Ce nouveau bras me permet de réaliser n’importe quelle prise que je souhaite à la volée sans changer de mode ni presser aucun bouton. Je n’aurais jamais imaginé être capable de faire ça. »

https://www.youtube.com/watch?v=8t8p43m1Iuw

En voyant la prothèse créée par l’équipe du GTCMT ont ne peut s’empêcher de penser aux mains bioniques des jedis Anakin et Luke Skywalker de l’univers Star Wars…

Les autres projets de prothèses

La main bionique « Skywalker » n’est pas le premier équipement développé par l’équipe du Professeur Weinberg. En 2014, une première prothèse disposant de deux baguettes attachées à son extrémité avait déjà permis à Jason de rejouer de la batterie. La première était contrôlée à l’aide de capteurs musculaires électromyographiques habituellement utilisés pour les prothèses quotidiennes tandis que la deuxième improvisait en « écoutant » ce que le musicien jouait.

https://www.youtube.com/watch?v=io-jtlPv7y4|center>

Enfin l’équipe de chercheur a aussi exploré les possibilités d’augmentation offertes aux musiciens par les prothèses robotiques. Les scientifiques ont ainsi mis au point un « troisième bras » robotique à destination des batteurs. Ce bras robotisé permet ainsi au musicien de créer des combinaisons rythmiques impossibles à réaliser avec seulement deux bras, mais également de jouer à des vitesses inaccessibles pour un être humain. Dans son fonctionnement, le bras robotique improvise à partir du pattern joué et copie habituellement ce que le musicien joue en terme de volume sonore et de vitesse d’exécution. Le Professeur Weinberg espère à terme que ce bras puisse retranscrire les intentions des musiciens en les équipant de bandeaux cérébraux.

Eqtama Multicolore Entrainement Blanc Chaussures Bleu Running XCS Única de Ftwbla Petmis Homme Talla Argent adidas Ces recherches ouvrent des perspectives d’application notamment à destination des médecins et techniciens pouvant nécessiter l’utilisation d’un troisième bras pour les assister dans leur travail.

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


Rédacteur
 Jordan Peyret, Attaché adjoint pour la Science et la Technologie, Atlanta, deputy-univ@ambascience-usa.org

Legend Femme Ink Black Originals Adidas Black 8k x6q0OxnfSources :

http://www.gtcmt.gatech.edu/
http://www.gtcmt.gatech.edu/partners
https://design.gatech.edu/news/force-strong-amputee-controls-individual-prosthetic-fingers-0
http://www.gtcmt.gatech.edu/robotic-musicianship
https://www.washingtonpost.com/news/innovations/wp/2016/02/18/scientists-created-a-three-armed-cyborg-to-play-the-drums-like-no-human-can/?utm_term=.7232057595d0
Gopinath, D., and Weinberg, G. “A generative physical model approach for enhancing the stroke palette for robotic drummers,” Robotics and Autonomous Systems, Vol. 86, pp. 207–21. 2016.
Khodambashi R., Weinberg, G., Singhose. W., Rishmawi S., Murali V., Kim E. (2016) “User Oriented Assessment of Vibration Suppression by Command Shaping in a Wearable Robotic Arm,” IEEE-RAS International Conference on Humanoid Robots, Cancun, Mexico.

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