Abstract

In our research project, we defined the movement as a shifting of the body as a part or a whole. A movement with a goal is an action.

To product an action, the brain send motor controls to the muscles. The information follows the different pathways to reach the motoneuron who had to deliver a nervous message to the muscle fibers. Muscle's activation leads to the shifting of the skeleton in the space, it products a movement.

After an amputation, the muscle's activation will not cause the shifting of the skeleton because there is no more skeleton to move. Nowadays it is possible to use prosthesis myoelectric to recover the information who has been send to the muscles subsisting on the stump.

We realized our TER with the research team Hybrid at INCIA. This team works (in part) to achieve an upgrade of the prosthesis controls. During the control, whichever the effector that we control (for instance, a cursor or the hand of a prosthesis) there is a question residing in the control mode. We distinguished two principal types (link), we work on those two and we compare them in our experience: this is the speed control and the position control. These two types of control can be used to manage the shifting of an object (real (a prosthesis for example) or not (such as a cursor like in our experience)). We wanted to know which type of control was the most intuitive and the most natural.

For this we made an experience and 18 subjects passed it. During the experience, each subject got some electrodes on 5 muscles on his arm. We introduced his wrist in a force sensor. Then the experience started, the subject could watch everything he was doing on a TV screen placed face to him. The task was simple, the subject had to hit a target. There were 10 blocs with a survey between each bloc. It let the subject to assess every control.

The results show that the position control is the most appreciated and the most efficient control. Indeed, we found that the reaching time is shorter for this control. The survey shows a higher score for the position control.

However, we use the speed control to control the prosthesis for some practical reasons. We can ask ourselves if it’s possible to find a way to resolve this problem because the position control is most efficient. The EMGs produced during the experience will be useful to compare the data received by the muscle with the force applied on the sensor. It also allowed to prepare some futures experiences based on a myoelectric as used for the prosthesis.


Expérience :


Protocole expérimental

Description du protocole et des objectifs de l'expérience dans le consentement afin que le sujet sache à quoi s'attendre. Il s'ensuit alors un test de latéralité manuelle de Edinburgh, afin de vérifier que le sujet est bel et bien droitier.

On installe alors le sujet sur une chaise et on lui place des électrodes sur 5 muscles contrôlant le poignet (Extenseurs radial du carpe long et court, fléchisseurs ulnaire et radial du carpe et l'extenseur ulnaire du carpe). Ces électrodes serviront afin de recueillir des données myoélectriques pour la suite. On place ensuite la main droite et le poignet droit du sujet dans un dispositif de capteur de force. Comme sur l'image.

capteur de force

Une fois le sujet installé on teste ses forces maximales dans 8 directions, on teste 2 fois chaque direction pour ne pas avoir d'erreurs d'essais "louper". On prend ensuite la direction ou la force maximale est la plus faible comme référente pour la suite. Les tâches qui auront lieu dans l'expérience iront de 10% à 35% de cette force. En général la force maximale la plus petite se fait dans la direction 8.

direction

Une session est composée de

Chaque bloc contient lui-même 72 essais (3 tailles de cibles à 3 distances possibles et dans les 8 directions possibles). A la fin de chaque bloc on fait remplir un questionnaire par le sujet. Questionnaire d'un sujet ci-joint :

questionnaire

On voit ici sur le questionnaire les 10 blocs d'une session. On fait 10 blocs afin de tester 5 niveaux de forces différents (allant de 10% à 35% de la force max) et ce dans les deux types de contrôle, c'est à dire vitesse et position (voir plus). Lors de chaque atteinte de cible que celle-ci soit réussie ou non on donne un score allant de 0 à 5. Plus le score est grand plus l’atteinte a été rapide : 5 si la cible est atteinte très vite (moins de 150ms) et 0 si elle n’est pas atteinte (temps supérieur à la durée limite d’un essai à savoir 5 secondes). On note donc à la fin de chaque bloc le score cumulé qu'a obtenu le sujet. Ce score permet à la fois de motiver le sujet mais aussi d'avoir une variable de "réussite".

Ces blocs sont placés dans un ordre aléatoire afin que les 2 sessions ne soient pas identiques.

 de la frise