Vendredi 15 mars 2012, la modélisation 3D du Cérébrocar a été présentée aux docteurs Pascal Giraux et Paul Calmels, responsables du service de Médecine physique et de réadaptation (MPR) du CHU de Saint-Etienne. L’échange a duré l’après-midi et a permis de confronter les étudiants du Premier Cycle aux problématiques de la rééducation et aux attentes des médecins et des personnes présentant un handicap. En retour, une alternative pour des personnes tétraplégiques souhaitant retrouver une certaine mobilité leur a été présentée.

Contexte de l’étude

La tétraplégie est une paralysie des quatre membres. Si le système nerveux central peut être particulièrement lésé en dessous du cou, il n’en est pas de même pour le cerveau qui est le siège d’une activité électrique importante qu’il est possible d'essayer d’interpréter. A cet effet, un chercheur de l’INL (Institut des Nanotechnologies de Lyon) a aidé à développer une amplification pour utiliser des électrodes EEG (électro-encéphalographie) et en acquérir le signal brut.
Ce signal est ensuite capté par une électronique dédiée reliant les capteurs et filtrant les signaux grâce à des transformées de Fourier Rapides. Les résultats peuvent alors permettre le pilotage du véhicule grâce à 4 ordres simples : Avancer, Tourner à droite, Tourner à gauche, Reculer.
Par mesure de sécurité, sans la présence d’un de ces 4 ordres le véhicule reste à l’arrêt.

Une phase de test-étalonnage et éventuellement une phase d’apprentissage sera sans doute nécessaire pour coordonner le cerveau à penser les ordres tout en regardant l’environnement. Mais après tout, c’est ce que nous faisons tous en pilotant une voiture. Une transmission Wifi des signaux filtrés sera donc émise vers une tablette graphique visualisant les signaux filtrés et la bonne réception des 4 ordres. Cette dernière partie sera développée par l’ouverture thématique systèmes embarqués avec des étudiants du PC. Le pilotage cérébral pourra être déconnecté au profit d’un pilotage par joystick déjà réalisé et visible sur Youtube.

Le groupe Scan 72 en 2e année a quant à lui développé un fauteuil motorisé et un casque pour fixer les électrodes en cours de conception. De nombreuses contraintes liées à la réalisation des systèmes complexes ont dû être mises en œuvre (intégration de l’électronique dans la mécanique, conversion et adaptation des vitesses, suspension, confort, sécurité, choix de matériaux, protection à l’Oxydation, ergonomie, modélisation, choix, adaptation et achat de matériel standard, respect d’un budget …etc).

Ce projet est soutenu par le Centre Diversité et Réussite de l’INSA de Lyon en tant que projet CRITER.

Le projet : un défi technologique et humain

Au-delà des connaissances technologiques (CAO, dimensionnement, choix des capteurs, programmation de l’électronique, gestion d’un protocole de communication UDP, programmation structurée, programmation d’une tablette ...), ce projet a été l’occasion pour les étudiants de développer d’autres compétences :

- la capacité à gérer un projet et à travailler en équipe.
- la communication et l’adéquation entre leurs compétences scientifiques, technologiques et les besoins exprimés par l’équipe médicale.

Ce projet a permis en outre une prise de contact avec la gestion de l’handicap et un échange avec le corps médical.

Un projet inscrit dans les objectifs du Premier Cycle

Le Premier Cycle est le lieu de l’enseignement des bases communes. On y apprend les connaissances fondamentales qui font de l’ingénieur INSA un ingénieur généraliste spécialisé plus tard en département.
L’introduction de transversalités entre les enseignements du Premier Cycle est encouragée par la Direction du Département depuis plusieurs années. Après la mise en œuvre de TP transversaux en 2008, les projets de 2e année permettent une approche produit utilisant des connaissances en mécanique, électronique, informatique, productique. Dans cette pédagogie qui vise à transmettre des connaissances technologiques, nos étudiants en mettant leurs compétences au service de la société et des hôpitaux dans un but éhtique, peuvent directement projeter leurs nouvelles connaissances dans la vraie vie et donc remettre un sens humain, une justification à leurs études.

Rendez-vous pour les essais en juillet 2013 !

Encadrants du projet :

- Conception, électronique, traitement du signal, informatique : Y. Ricotti
- Acquisition et amplification des signaux (INL) : B. Massot
- Productique : E. Cartillier et P. Michaud

• En savoir plus :

- Contacts : Yann Ricotti, yann.ricotti@insa-lyon.fr et Bertrand Massot, bertrand.massot@insa-lyon.fr
- Vidéo Youtube pilotage Joystick : https://www.youtube.com/watch?v=W4xv7X2_-Q0&list=PLEA1B2B59C1A1FE52&index=3
- Site web : http://www.insa-lyon.fr/fr/formation/premier-cycle/premier-cycle
- Centre Diversité et Réussite : http://cdr.insa-lyon.fr/
- Les projets CRITER : http://cdr.insa-lyon.fr/programmes/diversit%C3%A9-acad%C3%A9mique/projet-criter/projet-criter