Prothèses de Formule 1 : technologie, génie et humanité

Des prises sur mesure

Leur travail est précédé par celui des médecins et ingénieurs qui accueillent à Budrio les patients amputés souhaitant faire du sport grâce à une collaboration de dix ans entre le Centre Inail et le CIP, le Comité paralympique italien : « Ces derniers mois – continue Cutti – nous avons étudié les prothèses de 24 athlètes italiens appartenant à huit fédérations, y compris les sports d’été et d’hiver. Dans la recherche prothétique, cela se passe comme en Formule 1, l’étude sur la voiture de course – dans notre cas, les athlètes – est ensuite appliquée à tous les patients. Faire de la recherche, c’est pouvoir créer une emboîture sur mesure : la partie de la prothèse sur mesure qui embrasse le membre résiduel doit être robuste, facile à gérer, résistante et fiable. Ensuite, un pied et un genou y sont reliés afin que le corps et la prothèse travaillent en synergie. Ce n’est que si la prothèse n’est plus perçue comme un objet étranger qu’elle fonctionnera mieux dans une forme de biomimétisme parfait. »

Collaboration avec l’Université de Padoue

Pour affiner encore le degré de symbiose et de fiabilité, le Centre Budrio, en collaboration avec la faculté d’ingénierie sportive de l’Université de Padoue, dirigée par le professeur Nicola Petrone, a pu contrôler chaque réaction des prothèses et du corps des athlètes grâce au piste sensorielle créée au Palaindoor de Padoue. Le joyau technologique que nous envions dans le monde est une piste dotée d’une caméra haute fréquence et équipée de 7 mètres de plateformes de force, une zone de mesure de force adjacente à l’axe d’atterrissage du saut, un portail avec un système de mesure du mocap 3D mouvement (similaire à celui utilisé dans les films d’animation) et un système de mesure de la longueur de foulée et de la fréquence d’appui. Bref, bien au-delà de l’œil humain pour comprendre comment les forces en jeu sollicitent le corps du sportif et, le cas échéant, comment changer de prothèse à partir de calculs des forces agissant sur les articulations.

Le projet Olympia

Le projet Olympia s’est terminé fin 2023 et a été renouvelé avec Olympia Pro, « l’évolution de la première collaboration avec Padoue – explique l’ingénieur Cutti –. Nous nous concentrons désormais sur l’intelligence artificielle qui nous permet de développer des réseaux capables de lire des vidéos, d’en extraire des paramètres pour comprendre si le pied fonctionne bien, si l’athlète bouge correctement. Ainsi, nous obtenons une quantité infinie de données sans avoir à intervenir sur l’athlète. L’IA nous prête également main-forte dans la construction de l’emboîture car nous sommes capables de faire apprendre aux réseaux neuronaux comment un bon orthopédiste développe une alvéole. Ainsi les connaissances implicites du technicien orthopédiste sont codifiées grâce à l’IA et peuvent aider le technicien lorsqu’il réalise une prothèse pour un nouveau patient. La fabrication supportée par l’IA est bien plus qu’une frontière de recherche, tout comme l’impression 3D de prothèses et leur détection : les capteurs permettent de comprendre ce qu’un patient fait avec la prothèse, comment il l’utilise, s’il y a des problèmes et, si nécessaire, amener les changements suggérés par les données dans une médecine sur mesure et extrêmement personnalisée. «Le capteur est comme une boîte noire – conclut Cutti –, il envoie des informations via smartphone et le technicien propose des suggestions à distance ou invite l’athlète à un contrôle». Bref, frontière de la frontière, comme d’habitude à Budrio. Car il s’agit pour Martina Caironi de dépasser la frontière de ses médailles.

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