Cet exosquelette de la cheville pourrait-il aider les victimes d'AVC ayant des problèmes de mobilité?

Des chercheurs de l'Université Carnegie Mellon de Pittsburgh, en Pennsylvanie et de la North Carolina State University, à Raleigh, affirment qu'un «exosquelette de cheville» réduit de 7% le coût métabolique de la marche, ce qui équivaut à enlever un sac de 10 livres. De plus, l'appareil n'est pas alimenté.
L’équipe a l’intention de tester l’exosquelette auprès de personnes ayant divers problèmes de mobilité, afin qu’ils puissent adapter au mieux les conceptions à différents groupes de patients.
Crédit d'image: Stephen Thrift

Les simulations précédentes de la locomotion humaine - l'acte de marcher - ont suggéré que lorsque nous marchons sur un sol plat et à une vitesse constante, théoriquement, il ne devrait y avoir aucune dépense de puissance. Mais les scientifiques savent aussi que les gens dépensent plus d'énergie pendant la marche que dans toute autre activité quotidienne.

Comme cette dépense d'énergie peut causer des problèmes aux personnes âgées ou aux personnes à mobilité réduite, les scientifiques se préoccupent depuis longtemps d'essayer de concevoir des exosquelettes qui pourraient faciliter la marche, mais la difficulté consistait à améliorer la marche sans ajout d'une source d'alimentation externe.

Un autre problème lié à la conception d'un tel dispositif était que la pose d'objets lourds sur les jambes crée une pénalité initiale qui augmente la dépense énergétique.

Par conséquent, de nombreux ingénieurs, qui avaient été confrontés au concept pendant des décennies, étaient convaincus qu’un tel projet était impossible.

Les chercheurs ont mis 8 ans à résoudre un problème vieux de plus de 100 ans

Bien que ce type d'ingénierie ait beaucoup évolué depuis les années 1890, lorsque les inventeurs ont d'abord essayé d'améliorer l'efficacité de la marche en utilisant des élastiques, les modèles actuels d'exosquelette non alimentés n'ont pas permis de réduire les dépenses énergétiques. Les biomécaniciens ne sont toujours pas sûrs que les fameuses "lames" de course portées par des athlètes handicapés comme Oscar Pistorius soient plus efficaces énergétiquement que les pieds humains.

Maintenant, dans le journal La nature, les chercheurs de Carnegie Mellon et NC State décrivent comment ils ont développé pendant 8 ans leur nouvel exosquelette non alimenté, conçu pour la première fois sur un tableau blanc par les co-auteurs Steve Collins et Greg Sawicki. .

Collins, professeur adjoint de génie mécanique à Carnegie Mellon, a déclaré:

"Marcher est plus compliqué que vous ne le pensez. Tout le monde sait marcher, mais vous ne savez pas vraiment comment vous marchez."

La clé de la réussite du nouveau projet a été l'attention attentive que les chercheurs ont portée à la manière dont un appareil pourrait soulager le muscle du mollet lorsqu'il n'était pas engagé dans un travail productif.

L'équipe s'est intéressée aux études d'imagerie par ultrasons qui ont révélé que le muscle du mollet exerce son énergie non seulement lorsqu'il propulse le corps vers l'avant, mais aussi lorsqu'il tend le tendon d'Achille, comparé aux chercheurs.

Comment résoudre le problème du muscle du mollet en produisant constamment de la force

"Les études montrent que les muscles du mollet produisent principalement de la force isométrique, sans faire aucun travail, pendant la phase d'appui de la marche, mais utilisent toujours une énergie métabolique substantielle", explique Collins. "C'est le contraire du freinage par récupération. C'est comme si chaque fois que vous appuyez sur la pédale de frein dans votre voiture, vous brûlez un peu de gaz."

Par conséquent, Collins, Sawicki et son collègue, M. Bruce Wiggin, ont conçu leur exosquelette pour «décharger» une partie de la force musculaire qui s’agrippe au veau, ce qui réduit le taux métabolique global. Pour réduire la pénurie d'énergie liée au placement d'objets lourds sur les jambes, ils ont fabriqué l'exosquelette à l'aide de fibres de carbone ultra-légères, mais «robustes et fonctionnelles».

Vous pouvez voir l’exosquelette en action dans la vidéo ci-dessous.

Collins estime que l'exosquelette pourrait être particulièrement bénéfique pour les personnes ayant des séquelles permanentes. "Nous sommes encore un peu loin de le faire", admet-il, "mais nous avons certainement l’intention d’essayer."

L’équipe a l’intention de tester l’exosquelette auprès de personnes ayant divers problèmes de mobilité, afin qu’ils puissent adapter au mieux les conceptions à différents groupes de patients.

"Comme nous comprenons mieux la biomécanique humaine, nous avons commencé à voir des dispositifs robotiques portables capables de restaurer ou d'améliorer les performances motrices humaines", déclare Collins. "Cela augure pour un futur avec des dispositifs légers, économes en énergie et relativement peu coûteux, tout en améliorant la mobilité humaine."

Votre salive sur les sucettes peut éloigner les allergies infantiles

Si vous nettoyez la sucette de votre bébé en la suçant, vous réduirez peut-être le risque de développer des allergies chez votre nourrisson, rapportent des chercheurs de l'Université de Göteborg, en Suède, dans la revue Pediatrics (numéro du 6 mai 2013). L'exposition du système immunitaire d'un bébé à des microbes bénéfiques pour l'hôte, mais n'ayant aucun effet néfaste sur cet hôte (microbes commensaux), peut protéger contre le développement d'une allergie.

(Health)

Échographie mammaire: utilisations et à quoi s'attendre

Table des matières Utilisations Préparation du test À quoi s'attendre Résultats Une échographie du sein utilise des ondes sonores à haute fréquence pour créer une image en noir et blanc des tissus et des structures du sein. Le test sert souvent à évaluer la taille et la forme des bosses mammaires et à déterminer s’il s’agit de tumeurs potentiellement tumorales ou de kystes remplis de liquide.

(Health)