Inria participe à la première compétition handisportive promouvant les technologies d'assistance
Avec une équipe soudée de chercheurs d'Inria spécialisés dans le domaine des neuroprothèses et de cliniciens du centre COS Divio à Dijon, Jérôme Parent, paraplégique depuis vingt-et-un ans, doit participer ce samedi, 8 octobre, au Cybathlon, à Kloten en Suisse. Il s'agit de la première compétition internationale d'athlètes dont la condition physique est améliorée par la technologie. Jérôme Parent est inscrit à l'épreuve de "cyclisme avec pédalage sous stimulation électrique", l'une des six que compte le Cybathlon.
750 m en moins de huit minutes sur un vélo à trois roues sous électrostimulation !
C'est le défi que doivent relever Jérôme Parent et onze autres athlètes inscrits comme lui à l'épreuve de cyclisme sous stimulation, une des six épreuves du Cybathlon en plus des courses plaçant au départ des athlètes porteurs de prothèses de jambes, assistés par un exosquelette ou en fauteuil roulant, et des épreuves pour bras bionique, ainsi qu'une course virtuelle pilotée par des signaux cérébraux.
Paraplégique complet depuis vingt-et-un ans, Jérôme Parent a vu ses cuisses perdre rapidement de leur volume. Mais grâce aux séances d'électrostimulation auxquelles il s'astreint depuis novembre 2015, ses jambes ont retrouvé une partie de leur galbe et de leurs fonctions.
Depuis le mois de mai, trois fois par semaine, le quadragénaire se rend au centre de rééducation de Dijon pour des séances dans des conditions proches de celles du Cybathlon. Concrètement, des électrodes sont posées sur ses jambes, elles-mêmes fixées aux pédales. Un stimulateur électrique délivre des impulsions qui stimulent les muscles et entraînent leur contraction selon le patron d'activation programmé. Le stimulateur a été adapté à un vélo couché à trois roues.
Un défi technologique, collectif, multidisciplinaire
Pour les aspects techniques, l'équipe CAMIN, commune au centre Inria de Nice Sophia - Méditerranée, au CNRS et à l'Université de Montpellier via l'UMR LIRMM, basée à Montpellier,
s'est emparée du projet, baptisé "Freewheels". Un travail interdisciplinaire s'est mis en place, réunissant autour de Jérôme Parent des chercheurs en sciences du numérique, mais aussi des médecins, des kinésithérapeutes, etc. Un travail d'équipe au quotidien.
Les chercheurs de l'équipe CAMIN se sont spécialisés dans les neuroprothèses et la stimulation électrique, une technologie similaire à celle des pacemakers. Leurs travaux bénéficient à des personnes ayant des déficiences sensori-motrices, avec entre autres des outils d'assistance à la posture, au transfert de siège à siège, à la marche pour des personnes ayant une lésion de la moëlle épinière, une hémiplégie, la maladie de Parkinson, etc. Ils axent aussi leurs recherches sur les technologies de stimulation implantées et collaborent en permanence avec des équipes médicales.
L'ambition des chercheurs : promouvoir l'électrostimulation à travers une compétition sportive internationale
Dans le cadre de Freewheels, ils ont adapté un vélo commercial à trois roues et élaboré des patrons de stimulation afin d'obtenir le pédalage optimum. En effet, activer un pédalier requiert, chez un individu valide, l'action de plusieurs muscles pour obtenir un mouvement précis. Dans le contexte de cette expérience, seuls deux groupes musculaires superficiels sont activés et la stimulation électrique a pour effet de les fatiguer plus rapidement mais aussi de rendre le mouvement plus aléatoire que chez une personne valide.
Calcul de l'angle du pédalier, de la cadence de pédalage, de la vitesse de déplacement, adaptations mécaniques du vélo et modulation de la stimulation : les solutions technologiques ont évolué jusqu'à la compétition. Dans la mise en oeuvre de ce projet, l'équipe CAMIN a reçu le soutien d'Hikob, start-up issue des travaux de recherche d'Inria, qui leur prête des centrales inertielles, de Matsport qui a fourni des pédales de force, BerkelBike qui leur a prêté un vélo pour les entraînements dans l'attente du vélo de compétition, Cyclable Montpellier qui a apporté son expertise et conseils sur les vélos couchés et la fondation Neuroglia qui a soutenu financièrement le projet.
« Participer à une compétition nous contraint à des choix qui garantissent d'avoir un système robuste et optimisé pour Jérôme tant pour le pédalage que pour la manipulation des commandes. », explique Christine Azevedo chercheuse Inria, directrice de recherche en robotique et ingénierie biomédicale. L'ambition de l'équipe est claire : « promouvoir l'électrostimulation à travers une activité ludique et une compétition sportive internationale ».