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La mission ultime de la technologie est d’améliorer la vie humaine. Dans cette vidéo, nous sommes honorés de présenter une application significative de CubeMars dans le domaine de la santé. Une équipe de recherche de l’Université de Sherbrooke, au Canada, a développé avec succès un dispositif de rééducation innovant spécialement conçu pour les patients souffrant d’atrophie musculaire.
En intégrant les moteurs d’articulations robotiques CubeMars AK10-9 et AK80-64, ce dispositif atteint un équilibre idéal entre un « format compact » et une « sortie de couple élevée », offrant aux patients des exercices de rééducation par étirement passif et actif, sûrs et précis. Ce projet démontre l’immense potentiel de l’ingénierie robotique dans le domaine de la rééducation médicale.
Pour la rééducation par étirement des patients atteints d’atrophie musculaire, la physiothérapie traditionnelle repose souvent sur des techniques manuelles réalisées par des thérapeutes. Cette approche demande non seulement beaucoup de ressources humaines, mais rend également difficile la mesure et le maintien constant de l’intensité de la force appliquée. Le développement d’un robot de rééducation automatisé présente donc des défis d’ingénierie extrêmement exigeants :
Des contraintes extrêmes en matière d’espace et de poids :Les dispositifs de rééducation sont souvent conçus pour être utilisés au plus près du corps du patient (comme les dispositifs portables ou les équipements installés au bord du lit). L’espace mécanique interne est extrêmement limité, et le dispositif doit rester léger afin d’éviter toute sensation d’inconfort ou de pression excessive pour le patient.
La contradiction entre un couple élevé et une taille compacte : L’étirement des muscles et articulations atrophiés nécessite une force continue et stable. Cependant, les moteurs traditionnels deviennent souvent volumineux et lourds lorsqu’ils doivent fournir un couple suffisamment élevé.
Sécurité médicale et souplesse : Les muscles et les articulations des patients sont très fragiles. Le dispositif ne doit donc jamais exercer une force excessive ou rigide. Le moteur doit offrir un contrôle de force extrêmement précis ainsi qu’une grande compliance, permettant de détecter en temps réel la résistance du patient et d’y répondre de manière sécurisée.
Afin de relever ces défis, l’équipe de recherche de l’Université de Sherbrooke a effectué une sélection rigoureuse et a finalement choisi les moteurs CubeMars AK10-9 et AK80-64 comme sources d’énergie principales du dispositif de rééducation. Leurs principaux avantages dans les applications médicales sont les suivants :
1. Une densité de couple exceptionnelle qui dépasse les limites d’espace: Les modèles AK10-9 et AK80-64 intègrent un moteur brushless haute performance, un réducteur planétaire de précision et un contrôleur FOC dans un boîtier en alliage d’aluminium extrêmement compact. Cette densité de puissance exceptionnelle permet aux chercheurs d’intégrer un actionneur puissant dans une articulation robotique de très petite taille, réduisant considérablement les dimensions et le poids global du dispositif de rééducation tout en améliorant le confort du patient.
2. Un contrôle de force précis de niveau médical et des mouvements extrêmement fluides: Dans les exercices d’étirement de rééducation, les mouvements brusques et les variations de force doivent être évités. Les moteurs CubeMars utilisent des algorithmes avancés FOC (Field-Oriented Control, contrôle orienté champ), offrant un couple de détente extrêmement faible ainsi qu’une large bande passante de contrôle du couple. Cela permet au moteur de fonctionner et de s’arrêter avec une fluidité exceptionnelle, en exécutant les trajectoires d’étirement avec une précision au niveau du millimètre et du millinewton-mètre. Les patients ressentent ainsi une assistance douce et continue plutôt qu’une traction mécanique forcée.
3. Une forte intégration qui simplifie la conception mécanique et améliore la fiabilité: Les dispositifs de rééducation traditionnels peuvent nécessiter des assemblages complexes tels que « moteur + réducteur + encodeur + contrôleur ». Cela occupe non seulement un espace précieux, mais augmente également les risques de panne. La conception intégrée des articulations robotiques CubeMars permet une intégration plug-and-play, simplifiant considérablement le câblage mécanique et l’assemblage. Les équipes de recherche peuvent ainsi consacrer davantage de temps au développement des algorithmes de rééducation et à la conception ergonomique.
À travers cette vidéo, vous pourrez observer directement les performances exceptionnelles des moteurs CubeMars dans les équipements de rééducation médicale :
Démonstration du fonctionnement du dispositif : Un gros plan du bras robotisé de rééducation équipé des moteurs AK10-9 et AK80-64 montre des mouvements d’étirement extrêmement fluides et silencieux.
Présentation de la structure compacte : Découvrez les petits modules articulaires intégrés dans le dispositif et observez comment les moteurs CubeMars délivrent un couple élevé dans un espace limité.
Présentation du concept de recherche : L’équipe de l’Université de Sherbrooke explique comment elle a utilisé les solutions d’entraînement CubeMars pour transformer des concepts avancés de rééducation en applications techniques fiables.
Q1 : Quelles exigences particulières les robots de rééducation médicale imposent-ils aux moteurs articulaires ?
R : Contrairement aux bras robotiques industriels qui privilégient la « précision absolue et la vitesse », les robots de rééducation médicale accordent davantage d’importance à la sécurité, à la souplesse (capacité de contrôle d’impédance), au faible niveau sonore ainsi qu’à une conception compacte et légère. Grâce à leurs encodeurs haute résolution et à leurs algorithmes de contrôle optimisés, les moteurs CubeMars de la série AK répondent parfaitement aux exigences de contrôle de force souple de niveau médical.
Q2 : Si un patient ressent soudainement une douleur et oppose une résistance pendant l’étirement, le moteur est-il sûr ?
R : Oui. Les moteurs CubeMars prennent en charge un retour de couple haute fréquence ainsi que les modes de contrôle d’impédance.
Lorsque le système détecte une augmentation anormale de la résistance externe (comme un spasme musculaire ou une résistance volontaire du patient), le système de contrôle peut réagir instantanément et faire passer le moteur en mode de suivi souple ou en arrêt sécurisé. Cela réduit fondamentalement le risque de blessure mécanique secondaire.
Qu’il s’agisse d’équipements de rééducation pour l’atrophie musculaire, d’exosquelettes pour les membres inférieurs ou de bras robotiques d’assistance pour les membres supérieurs, CubeMars fournit des solutions d’actionneurs miniatures offrant une haute densité de puissance et une sécurité élevée.
[En savoir plus sur les spécifications et dimensions du CubeMars AK10-9]
