Le robot des personnes âgées aide les gens à s’asseoir et à se tenir debout, et les attrape s’ils tombent

La population américaine est plus âgée qu’elle ne l’a jamais été. Aujourd’hui, l’âge médian du pays est de 38,9, ce qui est près d’une décennie de plus qu’en 1980. Et le nombre d’adultes de plus de 65 ans devrait passer de 58 millions à 82 millions d’ici 2050. Le défi de prendre soin des personnes âgées, au milieu des pénuries de soins, une augmentation des coûts de soins de santé et des structures familiales évolutives, est un problème sociétal de manière croissante.

Pour aider à relever le Challenge des ElderCare, une équipe d’ingénieurs du MIT se tourne vers la robotique. Ils ont construit et testé le robot d’assistance corporelle âgé, ou une barre électronique, un robot mobile conçu pour soutenir physiquement les personnes âgées et les empêcher de tomber alors qu’ils se déplacent dans leurs maisons.

E-Bar agit comme un ensemble de guidon robotique qui suit une personne par derrière. Un utilisateur peut marcher indépendamment ou s’appuyer sur les bras du robot pour obtenir du soutien. Le robot peut soutenir le poids total de la personne, le faisant passer de la séance à la position debout et vice versa le long d’une trajectoire naturelle. Et les bras du robot peuvent les soutenir en gonflant rapidement des airbags latéraux s’ils commencent à tomber.

Avec leur conception, les chercheurs espèrent empêcher les chutes, qui sont aujourd’hui la principale cause de blessure chez les adultes de 65 ans et plus.

“De nombreuses personnes âgées sous-estiment le risque de chute et refusent d’utiliser des aides physiques, qui sont lourdes, tandis que d’autres surestiment le risque et peuvent ne pas faire de l’exercice, conduisant à la baisse de la mobilité”, explique Harry Asada, professeur d’ingénierie Ford au MIT. “Notre concept de conception est de fournir aux personnes âgées ayant une déficience d’équilibre avec un guidon robotique pour stabiliser leur corps. Le guidon va n’importe où et fournit un soutien à tout moment, chaque fois qu’ils sont nécessaires.”

Dans sa version actuelle, le robot fonctionne via une télécommande. Dans les futures itérations, l’équipe prévoit d’automatiser une grande partie des fonctionnalités du bot, ce qui lui permet de suivre et d’aider physiquement un utilisateur de manière autonome. Les chercheurs travaillent également sur la rationalisation de l’appareil pour le rendre plus mince et plus maniable dans les petits espaces.

“Je pense que Eldercare est le prochain grand défi”, a déclaré le concepteur de la barre électronique Roberto Bolli, un étudiant diplômé du département de génie mécanique du MIT. “Toutes les tendances démographiques soulignent une pénurie de soignants, un excédent de personnes âgées et un fort désir pour les personnes âgées de vieillir. Nous le voyons comme une frontière inexplorée en Amérique, mais aussi comme un défi intrinsèquement intéressant pour la robotique.”

Bolli et Asada présenteront un article détaillant la conception de la barre électronique à la conférence IEEE sur la robotique et l’automatisation (ICRA 2025) tenue à Atlanta du 19 au 23 mai.

Le groupe d’Asada au MIT développe une variété de technologies et d’aides robotiques pour aider les personnes âgées. Ces dernières années, d’autres ont développé des algorithmes de prédiction d’automne, conçu des robots et des appareils automatisés, notamment des marcheurs robotiques, des airbags auto-infranchants et des cadres robotiques qui garantissent une personne avec un harnais et se déplacent avec eux lorsqu’ils marchent.

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Dans la conception de E-Bar, Asada et Bolli visaient un robot qui effectue essentiellement trois tâches: fournir un soutien physique, empêcher les chutes et se déplacer en toute sécurité et discrètement avec une personne. De plus, ils cherchaient à supprimer tout harnais, pour donner à un utilisateur plus d’indépendance et de mobilité.

“Les personnes âgées n’aiment pas avec massivement ne pas porter des harnais ou des appareils d’assistance”, explique Bolli. “L’idée derrière la structure de la barre électronique est qu’elle fournit un support de poids corporel, une assistance active avec la démarche et une capture de chute tout en étant complètement dégagé à l’avant. Vous pouvez simplement sortir à tout moment.”

L’équipe a cherché à concevoir un robot spécifiquement pour le vieillissement en place à la maison ou à aider dans les établissements de soins. Sur la base de leurs entretiens avec les personnes âgées et leurs soignants, ils ont proposé plusieurs exigences de conception, notamment que le robot doit passer par les portes de la maison, permettre à l’utilisateur de prendre pleinement la foulée et de soutenir tout son poids pour aider à l’équilibre, à la posture et aux transitions de la séance à la position debout.

Le robot se compose d’une base lourde de 220 livres dont les dimensions et la structure ont été optimisées pour soutenir le poids d’un humain moyen sans basculement ni glissement. Sous la base se trouve un ensemble de roues omnidirectionnelles qui permet au robot de se déplacer dans n’importe quelle direction sans pivot, si nécessaire. (Imaginez que les roues d’une voiture se déplacent pour glisser dans un espace entre deux autres voitures, sans parking parallèle.)

L’étendue de la base du robot est un corps articulé fabriqué à partir de 18 barres ou liens interconnectés, qui peuvent reconfigurer comme une grue pliable pour soulever une personne d’une séance à une position debout, et vice versa. Deux bras avec un guidon s’étendent du robot en forme de U, où une personne peut se tenir entre les deux et s’appuyer contre eux si elle a besoin d’un soutien supplémentaire.

Enfin, chaque bras du robot est intégré à des airbags fabriqués à partir d’un matériau doux mais adhérent qui peut gonfler instantanément pour attraper une personne si elle tombe, sans provoquer des ecchymoses sur l’impact. Les chercheurs pensent que E-Bar est le premier robot capable d’attraper une personne qui tombe sans dispositifs portables ou d’utiliser un harnais.

Ils ont testé le robot dans le laboratoire avec un adulte plus âgé qui s’est porté volontaire pour utiliser le robot dans divers scénarios de ménage. L’équipe a constaté que E-Bar pouvait soutenir activement la personne alors qu’elle se penchait pour ramasser quelque chose du sol et s’étendait pour atteindre un objet sur une étagère – des tâches qui peuvent être difficiles à faire tout en maintenant l’équilibre. Le robot a également pu soulever la personne vers le haut et sur la lèvre d’une baignoire, simulant la tâche de sortir d’une baignoire.

Bolli envisage qu’une conception comme E-Bar serait idéale pour une utilisation à la maison par des personnes âgées qui ont encore un degré modéré de force musculaire mais nécessitent des dispositifs d’assistance pour les activités de la vie quotidienne.

“Voir la technologie utilisée dans des scénarios réels est vraiment excitant”, explique Bolli.

Dans leur article actuel, les chercheurs n’ont incorporé aucune capacité de prédiction des chutes dans le système d’airbag d’E-Bar. Mais un autre projet du laboratoire d’Asada, dirigé par l’étudiant diplômé Emily Kamienski, s’est concentré sur le développement d’algorithmes avec l’apprentissage automatique pour contrôler un nouveau robot en réponse au niveau de risque d’automne en temps réel de l’utilisateur.

Parallèlement à E-Bar, Asada voit différentes technologies dans son laboratoire comme fournissant différents niveaux d’assistance aux personnes à certaines phases de la vie ou de la mobilité.

“Les conditions de soins des personnes âgées peuvent changer toutes les quelques semaines ou mois”, explique Asada. “Nous aimerions fournir un soutien continu et transparent à mesure que le handicap ou la mobilité d’une personne change avec l’âge.”

Cette histoire est republiée avec l’aimable autorisation de MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), un site populaire qui couvre les nouvelles de la recherche, de l’innovation et de l’enseignement du MIT.