Une équipe d’ingénieurs a développé une main bionique révolutionnaire capable de manier des objets avec dextérité, tout en ajustant sa prise pour prévenir tout dommage. Cette avancée pourrait transformer la vie de ceux qui ont perdu un membre, en rendant la prothèse à la fois fonctionnelle et intuitive.
Une équipe du Laboratoire de Neuro-ingénierie et d’Instrumentation Biomédicale de l’Université Johns Hopkins a créé une main bionique innovante, introduisant une nouvelle approche hybride pour les mains robotiques, par la fusion d’éléments rigides et souples imitant l’architecture unique de la main humaine.
La nouvelle main se compose d’une configuration à plusieurs doigts réalisée en polymères similaires à de la caoutchouc, reposant sur un squelette rigide imprimé en 3D.
Les trois couches de capteurs tactiles, modelées d’après les couches de la peau humaine, permettent de détecter le contact pour identifier les textures, les formes et la force exacte requise pour saisir divers objets.
L’objectif depuis le début a été de créer une prothèse de main que nous avons conçue sur la base des capacités physiques et de détection de la main humaine – une prothèse plus naturelle, fonctionnant et se sentant comme un membre perdu.
Nous voulons donner aux personnes ayant perdu un membre supérieur la capacité d’interagir librement et en toute sécurité avec leur environnement, de sentir et de câliner leurs proches sans craindre de leur faire mal.
Expliquait Sriramana Sankar, l’ingénieur biomédical de Johns Hopkins qui a dirigé ce projet.
Dans le domaine de la technologie des prothèses, les mains robotiques sont souvent trop rigides pour manipuler en toute sécurité des objets fragiles ou trop molles pour soulever des objets plus lourds.
Ce nouvel appareil résout ce problème, combinant un extérieur flexible avec une structure interne.
Main robotique hybride inspirée de la main humaine. Source : Sriramana Sankar et al., Une main prothétique biomimétique naturelle avec détection tactile neuromorphique pour une préhension précise et conforme. Sci. Adv. 11, eadr9300 (2025).
Les articulations des doigts, souples et remplies d’air, peuvent accueillir des objets délicats sans les écraser, tandis que le noyau solide offre la stabilité nécessaire pour soulever ou saisir des matériaux plus résistants.
Nous combinons les forces de la robotique rigide et souple pour imiter la main humaine. La main humaine n’est pas complètement rigide ni entièrement souple – c’est un système hybride, avec des os, des articulations flexibles et des tissus travaillant ensemble.
Expliquait Sankar, révélant que l’équipe vise à ce que sa prothèse atteigne cet objectif, ajoutant qu’il s’agit d’un nouveau territoire pour la robotique et la prothèse, qui n’avaient pas encore totalement adopté cette technologie hybride.
C’est être capable de donner une poignée de main ferme ou de saisir un objet mou sans craindre de l’écraser.
La main bionique veut restaurer la sensation tactile
Un autre objectif de l’équipe est de restaurer la sensibilité tactile chez les individus ayant perdu des membres supérieurs. L’appareil utilise des algorithmes d’apprentissage automatique pour traiter les signaux provenant des récepteurs artificiels intégrés aux bouts des doigts.
Ces signaux s’intègrent avec l’activité musculaire de l’avant-bras pour guider la force de préhension, le positionnement des doigts et la dextérité générale.
Les informations sensorielles de vos doigts sont traduites en langage nerveux pour fournir un retour sensoriel naturel via la stimulation électrique des nerfs. Chacune des articulations des doigts, souples et remplies d’air, peut être contrôlée par les muscles de l’avant-bras.
A déclaré Sankar.
Cette avancée est importante, car pour de nombreux utilisateurs de prothèses, retrouver la capacité de « sentir » les objets est tout aussi essentiel que de pouvoir les tenir.
Selon Nitish Thakor, professeur en ingénierie biomédicale à Johns Hopkins qui a dirigé le projet, toute prothèse de main réaliste doit intégrer trois composants clés :
- Les capteurs doivent détecter ce que la main touche ;
- Le système doit convertir ces données en signaux semblables à ceux des nerfs ;
- Les nerfs de l’utilisateur doivent recevoir ces signaux comme s’ils provenaient d’un membre naturel.
Pour illustrer, le professeur a demandé : « Si nous tenons une tasse de café, comment savons-nous que nous sommes sur le point de la laisser tomber ? La paume de la main et les bouts des doigts envoient des signaux au cerveau indiquant que la tasse est en train de glisser ».
Notre système est inspiré des neurones – il modélise les récepteurs tactiles de la main pour produire des messages semblables aux nerfs, permettant au « cerveau » de la prothèse, ou à son ordinateur, de comprendre si quelque chose est chaud ou froid, mou ou dur, ou s’il est en train de glisser.
Dans des expériences de laboratoire contrôlées, les chercheurs ont testé la performance de la nouvelle main bionique sur 15 objets courants, allant de peluches et éponges de cuisine à des ananas et des boîtes en carton résistantes.
Ces expériences ont montré que la main reconnaissait habilement les caractéristiques de chaque objet et ajustait sa prise en conséquence, avec un taux de succès de 99,69 % dans la manipulation de ces objets sans erreurs.
Bien que le prototype représente un pas important vers des prothèses combinant sensibilité et adaptabilité humaines, les chercheurs soulignent que le système est encore à un stade initial de développement.
À mesure que la technologie mûrit, elle pourrait conduire à des prothèses plus naturelles permettant aux utilisateurs de retrouver une gamme complète de mouvements et de sensations.