Muscle Sensors/Capteur musculaires

Un capteur musculaire va lire une différence de potentiel du corps qu’il traduit en signal. On parle d’une activité électrophotographique, donc de capteurs EMG (électromyographie) qui vont capter ce micro signal, lequel est ensuite rectifié, filtré et amplifié. Une prothèse myoéléctrique utilise ce type de capteur, permettant à l’utilisateur de faire fonctionner une prothèse de main grâce aux contractions musculaires de son avant-bras. Malheureusement, le prix élevé les rend inaccessibles.

En l’espace de 2 jours, nous nous sommes réunis avec Julien ARNE et David GOUAILLIER afin de comparer différents types de capteurs disponibles sur le marché.

Nous les avons testés et chacun y a trouvé plus ou moins de facilité à les utiliser. Il faut prendre en compte l’emplacement du capteur, la musculature, la corpulence de la personne, son état de fatigue, la température du corps, l’humidité…Mouiller son avant-bras va également favoriser une meilleure conductivité. Bref, beaucoup de paramètres entrent en jeu.

Différents capteur musculaires

L’historique :

Ottobock 13E125
Allemagne/Autriche.
C’est le capteur « officiel », celui que l’on trouve dans une prothèse myoéléctrique. Il est indisponible sur le marché et il faut être orthoprothésiste agréé pour se le procurer. Environ 800 euros, coûteux mais fiable, c’est selon moi le meilleur capteur (sans vouloir faire de pub au constructeur).

Le challenger nouvelle génération:

Thalmic lab: Getmyo
Canada/Californie.
C’est un bracelet dans lequel est intégré un connecteur bluetooth Il est constitué de huit capteurs EMG, d’un accéléromètre et d’un gyroscope qui permettent de commander multitude d’appareils (ordinateur, smartphone, drone…) en utilisant les contractions de son avant-bras mais aussi les mouvements de celui-ci. Environ 150 euros. Le bracelet serré autour du bras est gênant à la longue, mais il est disponible pour de nombreux champs d’applications.

Les capteurs du maker :

Advancer Technology: Myoware
USA.
40 euros, facile à utiliser sur arduino, mais difficilement fiable car le capteur est très sensible à tous les bruits parasites. Utilisation avec électrodes collantes.

Bitalino: EMG V1.1
Portugal.
Arrivé un peu après le Myoware et similaire par le prix et sa fiabilité. Utilisation avec électrodes collantes.

OY Motion: Gravity
Le dernier que nous avons découvert. Encore une fois, un prix attractif, idéal pour jouer et expérimenter, mais pas assez fiable. Utilisation avec électrodes collantes.

BILAN : Dans le cas d’un contrôle de prothèse du membre supérieur, un capteur musculaire doit être fiable, car il est le lien direct entre l’humain et la machine. Le moindre parasite entre ce capteur et l’utilisateur provoque une perte de la sensation de contrôle de la prothèse et par conséquent la perte de motivation pour l’utilisateur (pouvant aller jusqu’à l’agacement lors de faux mouvements et/ou faux contacts). Ceci est problématique, comme si la prothèse allait bouger d’elle-même ou ne pas répondre à la sollicitation de l’utilisateur lors d’une contraction musculaire. Imaginez une voiture qui s’arrête quand on accélère et qui avance lorsqu’on ne fait rien, cela vous donne envie de monter dans cette voiture ? Non. Voici une des raisons d’abandon d’utilisation d’une prothèse myoéléctrique.

CONCLUSION : Les capteurs du maker ne sont actuellement pas recommandés pour l’utilisation journalière d’une prothèse myoélectrique.

ALTERNATIVES : Nous avons découvert une alternative intéressante que nous avons décidé de continuer à explorer : le capteur infrarouge

À la différence de l’activité musculaire, ce capteur mesure une différence de distance. Le capteur est serré autour du bras et en appuie contre la peau via une mousse à l’aide d’un scratch. En contractant le bras, on augmente son volume, ce qui comprime la mousse qui va donc faire varier la distance entre le capteur et la peau. Cette différence de volume est mesurée et transformée en signal qui permet alors de commander une prothèse de main, par exemple. On parle ici d’un capteur infrarouge dont le champ d’action se situe entre 5 et 3 mm, donc pas la peine de démonter la télécommande de votre télévision:-)

Sparkfun QRE1113
Ce capteur infrarouge serait l’équivalent le plus proche du TPR-105 IR utilisé par l’équipe qui a mis au point la main Hackberry. Nous l’avons testé et remarqué qu’il était plus facile à utiliser qu’un capteur musculaire à 40 euros pour des activités de loisirs (1h d’utilisation max).

Inconvénient : à la longue, le serrage du capteur sur le bras est gênant.

Avantages : prix attractif, 3 euros, moins de parasites qu’avec un capteur musculaire.

T’as tout capté ?