Accident, maladies, arthrose… Quelle qu’en soit la raison, de nombreux patients perdent chaque année l’usage partiel ou total d’une main. Un handicap d’autant plus pénible que les réponses médicales existantes sont souvent coûteuses. Lancé en septembre 2015 par Dagoma en lien avec l’ISEN, le projet Print’Hand est né de ce constat et d’une ambition : créer un prototype de main bionique « low cost ».

Un exosquelette bionique à bas coût ? Si la phrase semble sortie d’un roman de science-fiction, c’est pourtant bien le sens du projet mené conjointement par Dagoma, l’entreprise roubaisienne spécialisée dans production d’imprimantes 3D, et 23 élèves ingénieurs de l’Institut Supérieur d’Électronique et du Numérique, l’une des trois écoles du groupe lillois Yncrea.

Dans le cadre de leur cursus, les jeunes ingénieurs ont planché sur la conception d’une main  bionique, plus précisément d’un exosquelette en forme de gant. Il ne s’agit pas d’une prothèse qui prolonge le bras d’une personne amputée, mais d’un dispositif qui vient recouvrir une main rendue inerte, le plus souvent par la faute de nerfs abimés ou sectionnés. A la clef, un cahier des charges précis :  réaliser un équipement à bas coût, destiné aux personnes souffrant d’une paralysie partielle ou totale de la main. Le tout imprimable en 3D, sur la base de plans accessibles en ligne et gratuitement en open source, sous licence Creative Commons – un engagement cher à l’entreprise et à son cofondateur, Gauthier Vignon, très impliqué dans le projet.

Print’Hand, un gant intelligent

Baptisé Print’Hand, le système développé pendant six mois par les élèves de 5^e année du cycle robotique de l’ISEN s’appuie sur un partenariat entre l’école et Dagoma, qui a mis à leur disposition des étudiants une Discovery200 pour leur permettre d’imprimer l’exosquelette proprement dit. Pilotés par une enseignante de l’école, Anne-Marie Kokosy, mais organisés de manière autonome en six équipes, les étudiants ont segmenté le travail : les uns ont planché sur l’ossature, d’autres sur le design, les actionneurs, l’alimentation, le traitement du signal…

Un travail de réflexion collective, destiné à mettre en commun les compétences, à faire surgir les idées et les solutions mais surtout à prendre en compte les avis et les attentes de toutes les parties prenantes. Des utilisateurs finaux aux professionnels de la santé, le but est de répondre à des enjeux complexes pour trouver un juste milieu entre les contraintes d’ergonomie, de poids et d’alimentation.

Après de nombreuses semaines de recherche – assorties de leur lot de blocages et d’ajustement – le  troisième prototype a connu des évolutions qui ont permis d’améliorer le projet initial. Désormais piloté par une application dédiée bâtie sous Android et connectée en bluetooth, le modèle final comporte plusieurs parties : un gant intérieur, une ossature qui guide et actionnent les doigts inertes grâce à un système de câbles actionnés par six moteurs, des capteurs de force capables de mesurer la pression exercée par la main de l’utilisateur, un gant extérieur pour masquer le dispositif…  Le tout bourré de capteurs destinés à mesurer la force exercée sur l’objet saisi mais aussi à arrêter le mouvement, une fois la main de l’utilisateur revenue en position de repos.

Contrôlé par les impulsions données par le biceps , le dispositif propose deux modes, l’un dédié à des exercices de rééducation, l’autre à des usages quotidiens. Le « patron » du dispositif, lui, sera bientôt  accessible à tous pour permettre aux possesseurs d’imprimantes 3D  de fabriquer leur propre exosquelette et le cas échéant de réparer telle ou telle pièce.

Usages multiples

Au terme de six mois de travail sur ce défi technologique et sociétal , une fierté légitime : celle d’avoir trouvé en six mois une solution capable d’aider des personnes paralysées de la main à retrouver une partie de la motricité, à tenir un objet et à le presser. Le tout grâce à une série de pièces imprimées en 3D et truffées d’électronique…

Précieux sur le plan pédagogique, le projet a aussi le mérite de tisser des liens étroits entre les jeunes ingénieurs de la région et une entreprise emblématique de la nouvelle économie dans les Hauts-de-France. Tandis que les élèves apprennent à mener un projet en conditions réelles et à mettre ainsi leurs connaissances  au service d’un objectif concret tout en s’initiant au monde professionnel et entrepreneurial, la société éditrice d’imprimantes 3D poursuit sa stratégie de développement d’objets innovants, au-delà de la seule conception d’imprimantes.

L’idée pourrait bien suivre son chemin : une partie des étudiants envisagent aujourd’hui de prolonger l’aventure en créant une start-up. En ligne de mire, l’amélioration technique du modèle : à ce jour, le prototype ne permet pas encore aux malades de manipuler des objets lourds ou imposants. En espérant avoir la main heureuse…