V eille tech no lo g iq ue

Note de veille
Veille Robotique
Décembre 2014
ROBOTIQUE PARAMÉDICALE ET PRÉSERVATION
DES CONDITIONS DE VIE ET D’ACTIVITÉ
Veille technologique
Il y a aujourd’hui plus de 470 millions de personnes de plus de 65 ans dans le monde, il y en
aura plus de 820 millions en 2025 et en 2050 les plus de 65 ans représenteront près d’un
européen sur trois. Cette note de veille fait le point sur les dernières évolutions en robotique
dans le domaine des soins à la personne et de l’assistance aux ainés susceptibles de trouver
leur utilité et leur place dans ce que l’on appelle désormais communément la Silver Économie.
Sommaire
ASSISTANCE AUX SOINS ........................................................................................................2
ASSISTANCE AUX GESTES QUOTIDIENS ET À LA MOBILITÉ .............................................3
ACCOMPAGNEMENT AU LIEN SOCIAL ..................................................................................4
SUIVI ET MAINTIEN À DOMICILE .............................................................................................5
Veille Robotique – Décembre 2014
Note de veille
ASSISTANCE AUX SOINS
Assistance au lever et à la marche
eme
Lors du 41
salon H.C.R. (Home Care and Rehabilitation Exhibition) de
Tokyo en octobre 2014, Panasonic a présenté un prototype de dispositif
robotisé d’assistance capable d’accompagner le patient pour sortir du lit
et se déplacer de manière autonome dans la chambre. L’utilisateur
s’arrime à un plastron équipé de capteurs d’efforts, l’analyse des signaux
captés en temps réel lorsque le patient tente de se lever permet de
commander les servomoteurs pour que le robot accompagne ses
mouvements comme le fait la direction assistée dans un véhicule. Le
système est prévu pour permettre au patient de se lever, mais aussi de
conserver ou de retrouver une capacité de marche en toute autonomie.
Le besoin d’accompagnement et la charge de travail du personnel
soignant peuvent alors être significativement réduits.
Self-reliance support PANASONIC
Vidéo
Resyone PANASONIC
Vidéo
Passage du lit au fauteuil
Le dispositif Resyone, développé également par Panasonic, est destiné à
aider les patients affaiblis pour passer du lit au fauteuil. Il fusionne un lit
électrique de soins avec un fauteuil roulant. Une partie du lit se détache
et se transforme en fauteuil roulant électrique inclinable, permettant ainsi
à l'utilisateur de passer facilement du lit au fauteuil roulant avec une
assistance minimale du soignant, voire de manière autonome selon
l’étendue du handicap. La nouvelle version de ce concept développé
depuis 2009 par Panasonic est dépouillée des sophistications initiales
telles que commande vocale, vidéo intégrée, pour devenir un produit
commercialisable. Elle a obtenu la certification au regard de la norme ISO
13482 qui décrit les exigences et les recommandations pour les robots
d'assistance à la personne. Elle présente les phénomènes dangereux
significatifs et décrit la manière de les traiter pour chaque type de robot
d'assistance à la personne qu’elle divise en trois catégories : robot
d'assistance à la personne mobile, robot d'assistance physique et robot
de transport de personne.
Assistance à la rééducation
Yaskawa (J) a développé un système de rééducation des membres
inférieurs, exploitable en bordure de lit, pour les patients victimes
d’accident vasculaire cérébral nécessitant des soins de kinésithérapie. Il
permet de reproduire des séquences de mouvement prédéterminées au
niveau de la cheville, du genou et de la hanche en adaptant les vitesses
et les amplitudes de mouvement au besoin et au progrès de la
rééducation de chaque patient. Le dispositif mobile est muni d’un écran et
d’un processeur capable d’enregistrer et de réexploiter les données des
séances du patient. Un dispositif du même type a été développé pour les
membres supérieurs (épaules, coudes, poignets). Des boutons sont
placés directement en face du patient à hauteur de poitrine et le patient
doit étendre le bras pour les atteindre entre 100 et 1 000 fois par jour pour
une bonne efficacité du traitement. Les poignets du patient sont
suspendus par l’intermédiaire d’un câble de soutien et la compensation
du poids du bras par un moteur permet aux patients diminués de
retrouver une meilleure capacité de mouvement. Des stimuli de facilitation
musculaire, vibratoires et électriques, sont appliqués de façon
synchronisée aux parties à rééduquer pour faciliter le déclenchement des
mouvements.
Dispositifs de rééducation YASKAWA
Système de désinfection des locaux à risque
Xenex (USA) commercialise un robot de désinfection destiné aux
hôpitaux. Il permet d‘atteindre des taux d’éradication de 99.9%, alors que
la désinfection par les moyens habituellement utilisés dans les hôpitaux
se limite à 85%. Pour un coût d’environ 100 000 $, le système intègre un
dispositif breveté de désinfection. Il repose sur la génération d’un
rayonnement Ultra-Violet pulsé par le biais d’une colonne rétractable qui
porte six tubes rayonnants. L’installation et le raccordement d’une borne
de signalement intégrant une détection de présence ainsi que
l’occultation des ouvertures vitrées sont des précautions nécessaires pour
éviter l’exposition aux rayonnements UV des personnels qui pourraient
circuler à proximité. Les données opératoires peuvent être suivies à
distance en temps réel grâce à une connectivité WIFI ou cellulaire.
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Germ-Zapping Robot XENEX
Vidéo
Veille Robotique – Décembre 2014
Note de veille
ASSISTANCE AUX GESTES QUOTIDIENS ET À LA MOBILITÉ
Soutien du bras
Darwing, développé par Focal Meditech (NL), offre aux personnes
souffrant de déficience musculaire, un soutien du bras utile dans
l'exécution des gestes quotidiens, comme manger, boire, se brosser les
dents, ou se gratter l’oreille. Le bras est maintenu dans l'attelle d'avantbras sans nécessité d’une attache particulière. Celle-ci compense son
poids et réduit ainsi les efforts nécessaires aux gestes tout en préservant
la liberté de mouvement de l'utilisateur. Le dispositif comprend des
systèmes de compensation distinct du bras et de l’avant-bras, une
stabilisation d’angle de support de bras et une interface tactile permettant
l’ajustement de la force de compensation, la mémorisation des réglages
en fonction des activités réalisées et le verrouillage de position du bras
dans les cas où la stabilité du bras est nécessaire. En pratique, chaque
équilibreur est composé d’un ressort, lié par l’intermédiaire d’une
courroie, à un motoréducteur dont la commande permet d’ajuster la force
de compensation au besoin.
Darwing de FOCAL MEDITECH
Vidéo
Orthèse d’assistance et de rééducation
Myopro est une orthèse de bras à commande myoélectrique développée
par Myomo (USA) sur la base de travaux du MIT. Elle permet à des
patients souffrant de faiblesse musculaire à la suite de désordres
neurologiques de retrouver de la force dans leurs mouvements. Des
attelles orthopédiques fabriquées sur mesure en matériau léger portent
des capteurs myoélectriques en contact direct avec la peau. Lorsque
l’utilisateur entame un mouvement, son intention est détectée et les
moteurs sont commandés pour lui procurer une assistance. Il perçoit un
retour immédiat de l’assistance, ce qui lui permet de contrôler
naturellement le niveau d’effort qui lui est fourni. Le système intègre le
programme de traitement factuel de Myomo PERL (Push, Eat, Reach,
Lift) Technique, la plate-forme Connected Health basée sur Android pour
suivre les progrès du patient, et un jeu de thérapie en réalité augmentée.
Ce dernier est basé sur la plateforme myGames développée par
l'Université de l'Ulster (UK) qui propose dans un environnement virtuel
une série de scénarios réalistes dans lesquels les objets virtuels
répondent au mouvement du patient. La technologie neuro-robotique de
Myomo, cliniquement prouvée chez les victimes d'AVC, peut être utilisée
en clinique ou à domicile.
MyoPro de MYOMO
Vidéo
Sem Glove Easy de BIOSERVO
Vidéo
Renforcement de la capacité de préhension
Bioservo (S) propose avec Sem Glove Easy une version améliorée de
son gant de renforcement de la préhension qui s’adresse à des
utilisateurs souffrant de déficience musculaire. Lorsque la personne saisit
un objet, la pression détectée par les capteurs au bout de trois des doigts
déclenche leur assistance motorisée à travers un système à câbles. SEM
Glove Easy ajuste la force ajoutée à l'intention de l'utilisateur dans une
proportion d’effort qui peut être paramétrée sur une interface portée à la
ceinture. L’ensemble du dispositif pèse 400 g. Bioservo continue le
développement des applications de sa technologie d’assistance au geste
SEM™ (Soft Extra Muscle) à travers les projets financés par l’Europe :
HandinMind (Eurostar), IronArm (PCP silver), IronHand (AAL : Ambient
Assisted Living Joint Programme) et eNHANCE (H2020) lancés en 2014.
Assistance à la marche
Ankle-Assist Walking Device développé par Yaskawa (J) en collaboration
avec le Shibaura Institute of Technology (J) est destiné à redonner une
capacité de marche aux victimes d’accident vasculaire cérébral. À partir
des informations captées sous le pied du patient, un moteur accompagne
la dorsiflexion de la cheville lorsque le talon touche le sol, ce qui, en
basculant son centre de gravité vers l’avant, lui donne la puissance
nécessaire pour faire le pas en avant. La contraction musculaire induit en
réflexe les mouvements des genoux et des hanches du patient et lui
permet un démarrage en douceur. Le mouvement est donné à la cheville
par un moteur plat et une structure légère limitant les contraintes sur la
marche du patient. Le boitier de commande voulu facilement configurable
est suffisamment petit pour être porté à la ceinture sous les vêtements,
limiter les contraintes de circulation et faciliter les activités de
réadaptation.
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Ankle-Assist Walking Device de Yaskawa Vidéo
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Note de veille
Maintien de la mobilité autonome
Le projet européen ASSAM - Assistance for Safe Mobility - (FP7-ICTAAL, 3M€, 2012-2015), vise à compenser la baisse des capacités
physiques et cognitives des personnes âgées grâce à des modules
d’assistance implantables sur différentes plates-formes de mobilité, tels
que marchette, fauteuil roulant, et tricycle. L’objectif est de maintenir
aussi longtemps que possible une capacité de mobilité quotidienne
autonome et continue de l'intérieur à l'extérieur en complexe résidentiel,
quartiers voisins, ou zones touristiques. Les modules d’assistance
proposent l’évitement d'obstacles, l’aide à la navigation, l'assistance
cognitive en particulier pour la déficience visuelle, et une connexion sûre
à un centre de soins en situation d'urgence.
Application non-motorisée ASSAM
Pour les plateformes non-motorisées, l'aide à la navigation intègre des
fonctions et composants d’odométrie en lien avec un GPS de smartphone
de tablette et Open Street Maps pour une navigation précise. Les
interfaces simples permettent une interaction naturelle et des capteurs
laser améliorent la sécurité de l'aide à la conduite en détectant les
obstacles et en prévenant des étapes en intérieur et en extérieur. Pour
les plateformes motorisées électriquement, l'assistant de navigation
corrige de manière proactive la conduite, les trajectoires et le freinage en
cohérence avec l’itinéraire prévu. La conduite entièrement autonome est
prévue dans les environnements intérieurs cartographiés. La connexion
au centre de soins est activée manuellement ou automatiquement en cas
de chute ou de collision, et permet à l'aidant, lorsque l'utilisateur
l’autorise, de vérifier visuellement la situation.
Application motorisée ASSAM
Vidéo
Vidéo
Aide à la prise des repas
Lift Labs (USA), récemment racheté par Google, a mis au point et
commercialise la cuillère stabilisée Liftware pour permettre aux
personnes souffrant de tremblement de la main de se nourrir seules plus
facilement. Une poignée de stabilisation intègre des capteurs, un
processeur et des actionneurs pour constituer un dispositif conçu pour
réduire de 70% l’amplitude des tremblements dans les cas les plus
courants. Le site de vente en ligne inclut un test d’autodiagnostic qui
permet d’évaluer les bénéfices qui peuvent être attendus du Liftware. Le
dispositif qui permet d’attacher plusieurs accessoires différents est
proposé pour environ 250 €.
Le projet de Luis Garcia (MX), ingénieur en mécatronique, Hellospoon
vise à mettre sur le marché un véritable assistant à la prise de repas. Il
s’agit d’un bras robotisé neuf axes, dimensionné pour porter une cuillère
depuis l’assiette jusqu’à la bouche de l’utilisateur. L’interface et le
paramétrage nécessitent un smartphone connecté en Bluetooth.
L’appareil qui doit être commercialisé pour un prix d’environ 400 € est
facilement transportable. Il est capable de poser des questions à
l’utilisateur et d’identifier des commandes vocales grâce à un moteur de
reconnaissance sous CMU PocketSphynx. Le projet est présenté par la
plateforme de crowdfunding Indiegogo où il cherche à mobiliser 28 000 €.
Il est à noter qu’il s’y pose en concurrents de produits d’assistance au
repas approchant le marché de manière plus conventionnelle tels que My
Spoon (3 200 €) et Neater Eater (4 000 €).
Liftware de LIFT LABS
Test
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Heloospoon de Luis Garcia
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Jibo du Dr. Cynthia Breazeal.
Vidéo
ACCOMPAGNEMENT AU LIEN SOCIAL
Compagnon de table communicant
Jibo, robot social, concrétise les travaux portant sur la robotique sociale
menés par Dr. Cynthia Breazeal (USA) dans le cadre du Media Lab du
MIT. Lancé sur Indiegogo pour lever 75 000 €, le projet a collecté 1,8 M€
et enregistré 4 800 précommandes en 2 mois. L’appareil de 2,8 Kg, 28
cm de haut sur une base de 15 cm, porte 2 caméras HD et est capable
de localiser les sons sur 360°. Ses 3 axes munis de codeurs haute
résolution peuvent assurer des révolutions complètes. Il porte un écran
tactile HD et communique en Wifi & Bluetooth sous contrôle d’un
processeur ARM sous Linux. Jibo peut identifier le visage des personnes
du foyer, leur rappeler des tâches à réaliser ou leur transmettre des
messages. Il reconnaît les poses prises pour la prise de photo et est
capable de suivre l’interlocuteur pour une visio conférence dans des
conditions proche d’une présence réelle dans la pièce. Jibo sera
commercialisé en 2016 pour environ 500 €.
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Compagnon mobile
Buddy développé par Blue Frog Robotics (F) propose aussi des capacités
de reconnaissance vocale et d’analyse d’image, mais en projette une
exploitation plus spécifique à destination des personnes âgées ou des
enfants. L’appareil est constitué d’une tablette tactile portée par une base
mobile munie de 2 bras et se déplaçant sur 3 roues. Il est capable de
reconnaître des objets tels que des boites de médicaments et de restituer
des informations contextuelles. Il est contrôlable à distance via un PC ou
un smartphone et autorise des applications de télé présence et
d’assistance à distance. Sa capacité de mobilité et d’analyse d’image lui
permet d’’accompagner la personne âgée ou l’enfant dans ses
déplacements à l’intérieur des bâtiments. Blue Frog Robotics est lauréat
du concours mondial d’innovation « Innovation 2030 » organisé par BPI
France sous la tutelle du Ministère de l’Economie de l’Industrie et du
Numérique. Il a mené une première levée de fonds auprès de Robot
Capital et prévoit de commercialiser Buddy à partir de mi-2015 à un prix
situé entre 500 et 1000 €
Buddy de Blue Frog Robotics
Vidéo
Pepper de Softbank
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Pepper Vendeur pour NESPRESSO
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Giraff+ FP7-ICT
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Compagnon humanoïde
Pepper développé par Aldebaran Robotics (F) pour Softbank Mobile (J)
est un robot humanoïde doté de capacités d’analyse de la voix et des
expressions. La tête du robot porte quatre microphones, deux caméras
HD dans la bouche et le front, et un capteur de profondeur 3-D derrière
les yeux. Il est également doté d’un gyroscope dans le torse et de
capteurs tactiles dans la tête et les mains. Haut de 1,21 m pour 28 kg sa
base mobile sur roues porte deux sonars, six lasers, trois capteurs de
pare-chocs, et un gyroscope qui lui permettent de se déplacer à 3 km/h.
La tête, le tronc, les épaules, les bras et les doigts sont animés par 20
moteurs autorisant une communication gestuelle tandis que le torse porte
une tablette tactile avec des applications et informations provenant des
réseaux par connexion WIFI. Ses batteries lithium-ion lui donnent une
autonomie de 12 h environ pour l’exploitation en magasin qui est son
premier usage, dans 70 magasins Softbank au Japon et avec 1000 robots
mis en service chez Nespresso à partir de décembre 2014 au Japon.
Pepper sera commercialisé au grand public début 2015 pour environ
1 500 € dans sa version de base. Il sera livré avec un premier jeu de
comportements. Différents types d’abonnements pourront permettre de
bénéficier par la suite d’applications et de comportements
supplémentaires. Ceux-ci seront proposés par des développeurs
indépendants sur un App store de Softbank. La disponibilité des
applications d’interopération multimodale (mots, intonations, langage
corporel), sera progressive en fonction des pays de commercialisation :
Japon, États-Unis, Europe en raison de la nécessaire adaptation
culturelle. Softbank souhaite capitaliser l’expérience acquise dans toutes
les applications pour pénétrer le marché de l’assistance aux personnes
âgées.
SUIVI ET MAINTIEN À DOMICILE
Suivi individualisé dans la vie quotidienne
Le projet européen Giraff+ (FP7-ICT, 4M€, 2012-2014) a pour objectif
d’évaluer comment une batterie de capteurs connectés à un robot peut,
par le maintien à domicile, en toute sécurité et en toute autonomie,
préserver la vie sociale des personnes âgées. Le robot de téléprésence
Giraff, se déplace dans l’habitation et permet à l'utilisateur de
communiquer par vidéoconférence avec ses proches et le personnel
soignant. Les capteurs peuvent combiner des détecteurs de présence
dans les pièces, des pressostats pour surveiller le sommeil, des contacts
d’ouverture de porte, des compteurs de puissance électrique ou des
appareils de suivi physiologique. Ils s’intègrent à un environnement de
suivi configurable et exploitable à distance en fonction de la vie de
chaque utilisateur. L’exploitation de cet environnement permet de
détecter des activités telles que cuisiner, dormir ou regarder la télévision
et aussi de porter un diagnostic d'ordre médical, relatif aux suivis de
pression artérielle, de température corporelle et de taux d’oxygène et de
sucre dans le sang. Les soignants situés à distance peuvent donc suivre
le patient de manière fine et proposer des conseils à distance, voire
même être prévenus lors d’événements critiques comme les chutes. Six
patients ont été suivis dans une première phase en Suède, en Italie et en
Espagne et fin 2014, le projet sera étendu à 15 patients en Europe.
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Note de veille
Maintien dans l’environnement résidentiel
Le projet européen Robot-Era (FP7-ICT, 8,4 M€, 2012-2015) a pour
objectif de démontrer la faisabilité et l’intérêt global d'une pluralité de
services aux personnes âgées s’appuyant sur un réseau de robots. En
pratique trois types de robots, sur plateforme mobile Metralab Scitos G5,
sont capable de se reconnaître, de collaborer entre eux et avec les
humains pour constituer une chaine complète capable d’améliorer
significativement les conditions de vie à domicile. DoRo, robot
domestique opérant à l’intérieur de l’appartement, porte un bras Jaco de
Kinova, une tête de navigation et une tablette tactile connectée à une
batterie de télé services. Il est capable de manipuler des objets, de suivre
son propriétaire de manière autonome, de lui apporter des médicaments,
de prendre des commandes en ligne ou d’attirer son attention sur un
événement particulier. ORo, robot d’extérieur, est capable de planifier ses
trajets, de manière autonome, d’éviter les obstacles et de cartographier
ses parcours pour aller par exemple chercher le carton avec les courses
précommandées à un magasin à proximité du quartier ou tout simplement
pour accompagner la personne âgée dans sa marche à l’extérieur. CoRo,
avec ses capacités de navigation dans les communs de l’immeuble et son
bras Jaco, assure quant à lui une fonction de concierge. Il peut par
exemple réaliser les livraisons à l’étage, descendre les sacs à ordures ou
monter le courrier. Le projet s’appuie sur deux centres d’essais à Peccioli
en Italie et à Orebrö en Suède pour tester les applications et les solutions
dans des conditions réelles d’essais. Ces centres sont précurseurs dans
la mise en place des infrastructures de communication et des systèmes
d’information interconnectés indispensables pour supporter les différents
services imaginés.
ORo, CoRo et DoRo de Robot-Era
Infrastructure Robot-Era
Vidéo
Pdf
Note de veille rédigée par Jean-Yves BENAITEAU, Innovation Industrielle, [email protected]
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Contact : Jean-Paul Candoret - [email protected] - 03 44 67 36 82
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