Une prothèse robotique permet aux handicapés de marcher en quelques minutes

Une très bonne nouvelle nous parvient aujourd’hui par le média IEEE Spectrum. Alors que s’adapter à une prothèse mécanique nécessite généralement des heures de rééducation, quelques minutes pourraient bientôt suffire. Ceci, grâce à une intelligence artificielle incorporée en leur sein. Ce résultat, publié le 16 janvier, est le fruit du travail des chercheurs des universités de l’Arizona et de Caroline du Nord.

Une IA qui va améliorer le quotidien des handicapés

Le développement de l’IA dont nous parlons aujourd’hui a été possible grâce à la technique du reinforcement learning (apprentissage par renforcement en français). C’est une version automatisée de l’apprentissage par l’essai et l’erreur qu’exploitent les algorithmes. Des tests ont été réalisés sur des personnes amputées au niveau du genou afin que leur prothèse mécanique s’adapte à leur style de marche. Le résultat est qu’en une dizaine de minutes à peine, les handicapés pouvaient marcher doucement.

Cependant, comme le précise Helun Huang, l’une des chercheuses, il y a encore beaucoup d’étapes à franchir avant que cette IA puisse être utilisée efficacement à des fins cliniques.

Néanmoins, cette découverte ouvre déjà la voie à des changements majeurs. Car généralement, un grand nombre de rendez-vous sont nécessaires avant de pouvoir utiliser une prothèse mécanique. En effet, il convient de la régler manuellement après diverses analyses pour qu’elle soit vraiment efficace.
Avec l’évolution de cette intelligence artificielle, les handicapés récupéreront rapidement leur mobilité. Par ailleurs, on peut imaginer que les prothèses seront capables de se réajuster automatiquement quand l’utilisation les aura déréglées.

L’entraînement d’un membre robotique est un processus complexe qui nécessite une coadaptation du cerveau et du membre artificiel. Pour Jennie Si, une des chercheuses, le but de leur algorithme est justement d’apprendre à la prothèse à coopérer avec le corps humain. Comme nous vous le disions plus tôt, il reste du travail avant d’obtenir une synergie efficace.

Plusieurs difficultés restent à affronter

Pour fonctionner, l’IA prend en compte simultanément une douzaine de paramètres propres au déplacement d’un genou robotique. Ce n’est pas suffisant pour que les handicapés puissent se mouvoir pleinement. Cela permet juste de marcher calmement. Par ailleurs, l’algorithme doit s’entraîner pour être efficace. Or, les handicapés munis d’une prothèse peuvent difficilement marcher plus d’une vingtaine de minutes sans pause. Malheureusement, c’est la multiplication des expériences qui permet de rapprocher le fonctionnement d’une IA de la perfection. L’IA qui avait battu un champion d’échec avait par exemple dû réaliser des millions de simulations avant de devenir championne.

Dernière limite au développement de cette IA, la protection contre les chutes. Les chercheurs ont intégré certaines contraintes à l’algorithme afin qu’il ne mette pas les prothèses dans une situation ou elles pourraient faire chuter leurs usagers. Bien que cela soit totalement compréhensible, cela ralentit l’apprentissage de l’IA, qui apprend énormément de ses échecs.

Néanmoins, il convient de saluer ses performances actuelles. Tout en intégrant des capacités anti-chutes, l’algorithme a réussi à développer plusieurs modèles de marche plus que correcte. La suite du projet va consister maintenant à lui apprendre à monter et descendre des marches. Par ailleurs, les chercheurs espèrent le développer de telle sorte que les patients puissent se servir de la prothèse en dehors de leur laboratoire. On imagine que cela permettra notamment d’enrichir les expériences de l’algorithme.

Par la suite, les chercheurs aimeraient aussi intégrer une fonction permettant aux usagers de communiquer leur ressenti vis-à-vis du fonctionnement de la prothèse à l’algorithme. De sorte à ce que dernier puisse enregistrer rapidement quels sont les meilleurs modèles de marche et les pires.

Le développement de l’IA ne cesse de faire évoluer la médecine. Des chercheurs travaillent déjà sur des prototypes permettant d’identifier plus rapidement les maladies d’Alzheimer et de Parkinson. Par ailleurs, une IA de Google a réussi à identifier le cancer du sein métastatique avec une précision de 99%.