Contrôle haptique d'un tapis roulant orthopédique

Résumé

Objectifs : Ce projet vise à concevoir un algorithme de contrôle haptique utilisant un tapis roulant à deux voies pour qu’un sujet puisse contrôler de manière continue la vitesse du tapis en utilisant seulement les forces de réaction au sol (GRF). Un tel système offre d’importantes perspectives de recherche dans plusieurs domaines de la réadaptation que ce soit de type orthopédique (gonarthrose) ou neurologique (hémiparésie). Méthodes : Un modèle de détermination de la vitesse a d’abord été conçu dans l’environnement Matlab Simulink et a été validé à partir de données de contrôle en mode symétrique et asymétrique. Par la suite, le modèle a été implémenté sur un tapis roulant orthopédiques doubles voies AMTI. Un total de six (6) sujets ont ensuite participé à la validation du système et ont rempli un questionnaire qualitatif sur l’expérience vécue sur le tapis roulant haptique. Les vitesses moyennes obtenues sur le tapis roulant ont été comparées aux vitesses moyennes observées lors d’une marche dans un corridor afin de déterminer si les sujets étaient en mesure de reproduire leur marche naturelle sur le tapis haptique. Résultats : Le modèle de prédiction de la vitesse est en mesure d’estimer la vitesse avec une précision de 3.5% RMS. De plus, une analyse de variance à mesure répétée (ANOVA) n’a pas décelé de différence notable entre le modèle et la méthode de contrôle utilisé comme comparatif. Il a aussi été observé que des sujets sains exposés à de fortes asymétries vont modifier leurs démarches de manière significative. L’implémentation temps réel du modèle a permis aux sujets de contrôler la vitesse du tapis sur demande. Les sujets ont trouvé que le fonctionnement du tapis était, de manière générale, intuitif et sécuritaire. Conclusion : Le présent projet de recherche a été en mesure de concevoir un algorithme de contrôle haptique pour tapis roulant orthopédique et de caractériser les performances du modèle mathématique sous-jacent. Il a aussi été démontré que des sujets peuvent intuitivement contrôler le tapis. Avec un tel outil en main, il serait intéressant de poursuivre les visées de recherche en réadaptation et de continuer le développement et la caractérisation du système à travers des essais cliniques de plus longues durées.

Date	20 mai 2015
langue originale	Français
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Rachid Aissaoui (Directeur(-trice))