CAPET Externe - SII - 2018 - Option ingénierie mécanique - Étude d'un système, d'un procédé ou d'une organisation

CAPET concours externe

Section : Sciences Industrielles de l’Ingénieur
Épreuve d'admissibilité
Option ingénierie mécanique

Support : Robot déambulateur Walk-E

Présentation du déambulateur Walk-E et de son contexte

Contexte et public visé

La difficulté à marcher est fréquente chez les personnes âgées. Les troubles de la marche peuvent se traduire par un équilibre précaire et un ralentissement de la vitesse de marche.

En raison de douleurs, l’initiation des mouvements peut être freinée. La lenteur et l’instabilité posturale peuvent engendrer des pertes d’équilibre. L’aisance du mouvement est perdue.

Ces troubles engendrent des chutes de plus en plus fréquentes, donc une mobilité réduite et une sécurité compromise pendant les déplacements. C’est une perte d’autonomie qui concerne un pourcentage important de la population et les recherches actuelles portent sur des systèmes pouvant restaurer une part de l’autonomie perdue.

L’objectif de la conception du déambulateur Walk-E est de retarder la perte d’autonomie, en jouant un rôle d’assistance à la marche. Ce système doit compenser les instabilités posturales en agissant sur l’utilisateur par un mouvement adéquat.

Les instabilités posturales étant connues et caractérisées, il reste à définir les réponses du déambulateur aux perturbations de la marche de l’utilisateur pour éviter le blocage ou la chute.

Le système doit être adapté à l’utilisation par le public visé (environnement, temps de réaction...).

De ce contexte se dégage une problématique centrale : Comment assister une personne à mobilité réduite dans son déplacement debout afin de lui permettre une plus grande autonomie ?

Déambulateur Walk-E

Le système étudié est un prototype de robot déambulateur d’assistance à la marche, développé au sein de l’équipe AGATHE (Assistance aux Gestes et Applications THErapeutiques) de l’Institut des Systèmes Intelligents et de Robotique (ISIR) de Paris.

Les améliorations proposées par rapport aux autres modèles de déambulateurs présents sur le marché sont principalement :

une meilleure stabilité posturale du patient ;
une meilleure mobilité en permettant l’augmentation de la vitesse de marche et l’allongement de la longueur du pas.

Le robot déambulateur Walk-E doit satisfaire les exigences présentées ci-après. Elles ont été recensées et formulées conjointement par des praticiens hospitaliers et l’équipe de recherche, chaque corps de métier ayant une vision différente des contraintes inhérentes à l’assistance des personnes.

Composition du sujet :

Le sujet comporte 4 parties :

1. Analyses préliminaires : physiologie de la marche et déambulateurs existants.
2. Détérioration du système due aux efforts de l’utilisateur.
3. Développement d’une commande adaptée à la manoeuvrabilité.
4. Non-perturbation de la marche.