Un robot intelligent pour les personnes en fauteuil

En permettant aux personnes handicapées en fauteuil roulant de se déplacer en mode manuel ou électrique, le robot Hammi leur apporte un gain d’autonomie.

Plus de 15 % de la population française souffre d’une déficience motrice et plus de 10 %, d’un handicap sensoriel. Si l’on associe à cette réalité les fabuleux progrès technologiques actuels, on comprend qu’il soit temps de mettre la technicité au service des personnes handicapées. L’assistance technique à ces personnes est un domaine complexe qui implique une approche pluridisciplinaire. Elle inclut l’informatique, la mécanique, la robotique, l’électronique, la bionique... et sollicite différents organismes : chercheurs, industriels, hôpitaux, associations, organismes sociaux. Elle nécessite des transferts de technologie et des efforts de recherche et de communication.
Désireux de s’inscrire dans ce mouvement, le Laboratoire LMSP de l’Ensam Paris a proposé un Projet de recherche et d’enseignement intitulé «Robotique mobile pour personne handicapée». Il vise à concevoir une plate-forme de développement pour aider les personnes présentant une déficience motrice et/ou sensorielle.
Propulseur

Après une étude de l’existant et en tenant compte de ces exigences, le laboratoire s’est fixé l’objectif d’élaborer un robot mobile pour assister les personnes présentant une déficience motrice et utilisant un fauteuil roulant manuel. Son but est d’apporter une plus grande autonomie aux personnes handicapées à l’égard de leurs tiers, tout en leur permettantde solliciter cette technologie à la demande. En effet, certaines personnes handicapées disposant d’un fauteuil manuel et qui souhaitent passer au fauteuil électrique regrettent de ne pas pouvoir repasser en mode manuel lorsqu’elles le souhaitent : ce dernier permet d’entretenir la musculature des bras et une certaine autonomie psychologique.
À ce stade de la réflexion, la construction d’un robot dit «pousseur» a été envisagée. En effet, de nombreux systèmes permettent de tirer des ensembles roulants, mais aucun ne propose de propulsion. De plus, la fonction de poussée est mieux perçue par l’utilisateur car le robot se situe à l’arrière du fauteuil roulant: de ce fait, il ne masque pas la vue. Les difficultés rencontrées pour mettre en oeuvre cette idée ont conduit à opter pour un modèle intitulé Hammi: HanditecAM Arts et Métiers motorisation intelligente. La principale fonction de ce robot pousseur est la motorisation d’un fauteuil roulant manuel. Ce système permet à l’utilisateur de solliciter le moteur du fauteuil selon sa volonté et de manière autonome, et d’aider au transport d’objets. Ce robot présente une large palette de fonctionnalités, prévues dans son cahier des charges : il pousse un fauteuil roulant manuel standard; il se détache de son socle de recharge et s’attache au fauteuil roulant manuel automatiquement sur appel de la personne handicapée. Il se détache du fauteuil roulant et se place sur sa base de recharge automatiquement. Il suit le fauteuil roulant si la personne le demande: le système est donc autonome. Il transporte des objets pour la personne handicapée tout en suivant le fauteuil roulant, ou bien en le poussant. La personne handicapée contrôle le robot une fois qu’il est attaché au fauteuil roulant pour toutes les manoeuvres de navigation, ou à distance pour les manoeuvres de ramassage et de transport d’objets.
Du potentiel
La réalisation de ce robot pousseur a nécessité la collaboration de plusieurs étudiants de l’Ensam inscrits en troisième année ou en master, ou d’étudiants provenant de Valladolid (Espagne). Ce travail d’équipe suppose un découpage en plusieurs tâches et de nombreuses réunions ont groupé les étudiants, les enseignants et les partenaires d’HanditecAM. La conception de ce système a nécessité l’utilisation de différents logiciels : Catia© pour la conception mécanique et Matlab/Simulink© pour la modélisation et la commande. Le premier prototype a été entièrement réalisé au sein du service prototypage de l’Ensam Paris.
Différents capteurs ont été sélectionnés et une plate-forme informatique (logiciels et matériel) a été définie pour aboutir à ce pousseur «intelligent». Le choix s’est porté sur une unité centrale de type PC chargée de centraliser les données issues des capteurs, de réaliser les calculs, de dialoguer avec la personne handicapée et de piloter le robot pousseur. Le robot est mû par deux moteurs capables de gravir une pente de 20 % (15°) à une vitesse de 2,7 km/h et de d’atteindre, sur un sol plat, la vitesse de 7 km/h en charge totale (l’ensemble fauteuil, robot et personne handicapée) de 130 kg. Ses spécificités respectent les normes en vigueur. L’utilisation d’une unité centrale de PC est prévue pour centraliser les calculs et les données issues des capteurs.
L’aspect innovant de ce robot et son utilité évidente devraient conduire à sa commercialisation, grâce à la création d’une entreprise par l’intermédiaire d’un incubateur. Les potentialités du système sont actuellement à l’étude: en effet, le robot Hammi peut être doté de nombreuses fonctionnalités supplémentaires.

Nazih Mechbal et Michel Vergé