La stimulation électrique fonctionnelle (SEF) peut être utilisée pour améliorer ou restaurer la capacité fonctionnelle des membres paralysés de personnes souffrant de troubles sensorimoteurs. Cette technique utilise des impulsions électriques pour évoquer des contractions musculaires et reproduire des mouvements fonctionnels tels que la marche, le vélo et les mouvements de préhension.

Classiquement, les profils de stimulation électrique sont prédéfinis et reposent sur des réglages empiriques individuels pour déterminer à quel moment du cycle de pédalage chaque muscle doit être activé et avec quels paramètres (amplitude, largeur et fréquence des impulsions). La fatigue musculaire est généralement observée via la diminution de la cadence de pédalage et corrigée en augmentant la charge des impulsions électriques.

En parallèle de la SEF, très peu d’attention a été portée au système en lui-même : le tricycle avec lequel interagit le patient avec lésion médullaire. En effet, les tricycles utilisés dans cadre du pédalage assisté sont généralement librement adaptés de tricycles commerciaux destinés à un public valide qui n’a pas les mêmes capacités musculaires ni les mêmes possibilités en termes de commande (plus de muscles contrôlés, résolution plus fine).

Plutôt que d’attaquer le problème de la fatigue uniquement par le biais de la loi de commande, le projet OPTICYCLE a pour ambition de proposer un nouveau système de transmission de tricycle dont les réglages mécaniques et la loi de commande seront co-optimisés pour le patient, afin que sa puissance musculaire soit transmise avec un meilleur rendement au pédalier.

Dans un premier temps, nous chercherons à produire une architecture de tricycle optimisée et spécifique à l’utilisateur en prenant en compte certaines limites articulaires mais surtout l’anthropométrie de la personne.

Dans un second temps, nous validerons cette architecture en simulation, où un modèle musculosquelettique fidèle du patient sera développé et où la loi de contrôle sera testée avec les différentes géométries pour conclure sur la pertinence de la co-optimisation menée à l’étape précédente.

Enfin, en cas de rupture technologique avérée, nous construirons le nouveau dispositif de pédalage, réglerons les tricycles de manière adéquate et mènerons des tests avec deux pilotes (au Brésil et en France). Si les tests sont concluants, les dispositifs conçus lors du projet OPTICYCLE seront ceux utilisés par nos pilotes à l’édition 2024 du Cybathlon (), une vitrine importante pour notre communauté.

Le projet OPTICYCLE s’inscrit dans le projet de l’équipe CAMIN nommé FREEWHEELS.