L’e-skin de WSU détecte pression et température sur prothèses

Une main prothétique peut saisir une tasse de café sans savoir si elle est chaude, ou serrer une main sans signaler la pression exercée. À Washington State University, l’étudiant en master Hongyi Shen et le professeur Kaiyan Qiu travaillent sur un e-skin capable de détecter à la fois la pression et la température avec une résolution 10 fois plus fine que celle des capteurs de gants commerciaux actuels, selon les chercheurs.

Pour résoudre le problème de l’ajustement imparfait des e-skins existants, l’équipe a conçu un processus de « scan-modèle-impression ». Une prothèse est numérisée, sa géométrie sert à cartographier le système de détection, puis de minces modules en couches sont produits pour épouser les courbes libres du membre. Les modules combinent des capteurs de pression et de température, ce qui permet d’effectuer des mesures denses sur des surfaces planes et courbes, tout en contribuant à identifier la texture de la surface et les propriétés des matériaux.

La conception modifie également la façon dont le dispositif est assemblé. Plutôt que d’utiliser des adhésifs, les modules s’emboîtent comme des blocs de construction. Les chercheurs de Washington State ont utilisé l’impression 3D et la découpe au laser, une méthode de fabrication que Kaiyan Qiu décrit comme relativement simple, peu coûteuse et facile à déployer à grande échelle. Le système vise à résoudre plusieurs problèmes qui ont limité les e-skins existants : coût élevé, petites zones couvertes, mauvais ajustement et volumes importants de données susceptibles de nuire au fonctionnement en temps réel.

La couche de détection ne constitue pas encore un sens artificiel complet du toucher. L’équipe de Washington State a déposé une déclaration d’invention en vue d’un brevet provisoire et développe un actionneur qui convertirait les mesures des capteurs en signaux de stimulation pour les nerfs voisins. Cette étape manquante pourrait permettre à une personne amputée de recevoir des informations sur ce que touche la main prothétique.

Qu’est-ce qui change concrètement ? Une prothèse personnalisée pourrait à terme fournir des informations plus fines sur la prise, la texture et la chaleur, sans nécessiter une surface de capteurs conçue uniquement pour une forme plane. Pour l’instant, l’avancée démontrée réside dans le système de détection personnalisable lui-même ; la stimulation nerveuse, l’utilisation clinique et l’adoption à plus grande échelle restent des étapes futures. La recherche a été menée par la School of Mechanical and Materials Engineering de Washington State et publiée dans Cell Reports Physical Science.