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Edito : Les robots vont bouleverser nos sociétés

Chère Madame, Cher Monsieur,
J'adresse à chacune et chacun d'entre vous mes meilleurs voeux pour 2022.
Grâce à vous, RT Flash, que nous mettons en ligne chaque Vendredi depuis 1998, continuera à être publiée pendant toute l'année 2022.
En effet, vous avez atteint le plafond (15.000 euros) qui nous était nécessaire pour 2022 dans la journée du 31 Décembre et nous avons même arrêté les comptes à 15.562,30 euros.
Merci à vous tous.
Bien Cordialement
René Trégouët

EDITORIAL :

Les robots vont bouleverser nos sociétés

Cette semaine, je reviens sur les extraordinaires progrès de la robotique, en me focalisant sur deux domaines, parmi beaucoup d’autres, où les robots sont en train de faire une entrée massive qui va profondément changer nos vies : la santé et les services à la personne. Récemment, l’hôpital Armand-Brillard est devenu le premier établissement privé du Val-de-Marne à s’équiper du robot chirurgical de dernière génération « Da Vinci X », dont près de 200 des anciens modèles équipent déjà les hôpitaux de l’Hexagone. Cet outil, qui va être utilisé pour la chirurgie des cancers urologiques et des cancers digestifs, permet une chirurgie mini-invasive qui diminue sensiblement la douleur post-opératoire, ainsi que la durée d’hospitalisation des patients. Pendant l’intervention, les bras articulés du robot viennent se positionner au-dessus du patient et sont ensuite commandés à distance par le praticien, grâce à un écran qui offre une vision numérique 3D en haute définition. Ce robot de haute précision est particulièrement indiqué pour les interventions qui consistent à retirer en toute sécurité des tumeurs difficiles d’accès, situées à proximité d’organes vitaux. Pour le praticien, ce nouvel outil robotique permet d’opérer dans des conditions de confort, de sécurité et de précision qui renouvellent totalement le champ de la chirurgie et sa pratique.

La Clinique du Ter en Bretagne vient, quant à elle, de se doter du premier robot chirurgical orthopédique en France. Grâce à cet outil à la pointe de la technologie, les patients bénéficient désormais d’une arthroplastie du genou précise et personnalisée avec un assistant chirurgical robotisé. Bien que la chirurgie de remplacement total du genou soit, maintenant, largement utilisée pour les patients souffrant d'arthrose du genou, la réussite d’une arthroplastie du genou est largement tributaire de la qualité de l’ajustement et du fonctionnement du nouvel implant de genou. Le système ROSA Kne, dont vient de s’équiper cet établissement, a été conçu par des chirurgiens et regroupe des technologies de pointe pour collecter et analyser des données avant et pendant l’acte chirurgical. Cet outil unique en son genre utilise d’abord une série de rayons X pour créer un modèle 3D du genou à opérer. Ce système permet également au chirurgien de planifier dans le détail l’arthroplastie du genou à réaliser. Pendant l’intervention, ROSA Knee utilise une caméra et un capteur pour surveiller en temps réel sur un écran numérique le moindre déplacement du genou, ce qui permet au chirurgien de placer l’implant avec une précision parfaite, à l’aide d’un bras de guidage robotique. Les complications opératoires sont sensiblement réduites, et les patients ayant bénéficié de cette chirurgie robotisée retrouvent plus rapidement une complète autonomie

Il y a un an, l’hôpital-Nord de Marseille s’est doté d’un robot de nouvelle génération unique en France, et présent seulement dans une seule autre ville européenne, à Florence. Baptisé CyberKnife S7, ce robot change la donne thérapeutique pour les milliers de malades du cancer qui doivent subir une radiothérapie pour détruire le cancer qui les touche. A l’origine, cette technologie a été développée pour l’industrie automobile, pour réaliser des soudures au centième de millimètres près. Transférée au robot, cette technique peut cibler très précisément la tumeur cancéreuse sur une surface beaucoup plus réduite que les traitements habituels. Autre avancée majeure, ce robot peut suivre une tumeur si elle bouge, ce qu’aucun autre appareil n’était capable de faire jusqu’à présent. Grâce à cette extrême précision, il devient possible de multiplier par dix les doses de rayonnement ciblées sur la tumeur, tout en réduisant sensiblement le nombre de séances. Par exemple, pour un cancer de la prostate, on peut passer de 40 séances, avec une machine standard, à seulement 4 séances, avec le CyberKnife, ce qui limite de manière considérable les effets secondaires inhérents à la radiothérapie et représente un gain décisif, en terme de confort de vie, pour le malade.

Autre domaine dans lequel les robots sont en train de faire une entrée fracassante, celui de la préparation et de la distribution de médicaments à l’hôpital (en attendant que des robots domestiques soient capables de faire la même chose à domicile). Depuis deux ans, l’hôpital de Shanghai dispose de deux robots qui distribuent les médicaments avec plus de précision que le personnel médical. Ces deux machines, conçues par ABB, travaillent de concert pour retirer les médicaments des étagères circulaires et les préparer, avant la distribution aux patients.

Il ne faut qu’une dizaine de secondes au RML (Robot Mini-Charge) pour localiser et placer la boîte à médicaments, et il peut traiter jusqu'à 360 kits par heure, tandis que le second système robotisé peut traiter environ 720 préparations de médicaments dans le même temps. C’est le personnel médical, formé pour l’occasion, qui rentre les prescriptions de médicaments dans le système d'information de l’établissement, qui est connecté à la pharmacie automatique robotisée. Le premier robot (IRB 2600) repère en un clin d’œil la boîte de médicaments requise en prenant le chemin le plus court possible, et la remet à son collègue pharmacien robot, l'IRB 1200. Ce dernier utilise sa vision 3D pour prélever délicatement les médicaments de la boîte, en fonction des prescriptions des ordonnances, et les place dans un panier qui sera acheminé, via un convoyeur, à un pharmacien humain, qui procède à une ultime vérification du contenu avant de l'envoyer à la livraison. Selon ABB, concepteur de ce système, cet outil de distribution robotisé divise par deux le temps de préparation des ordonnances, et libère un temps précieux que le personnel médical peut consacrer à des activités de soins ou de relations avec les patients. Autre avantage de ce système, il réduit considérablement le taux d'erreur, inévitable avec des opérations manuelles. Enfin, le système permet une gestion du stock très varié de médicaments, en temps réel : dès que le robot détecte l'absence d'un médicament, le système déclenche automatiquement une procédure de réapprovisionnement du produit manquant, ce qui prévient des ruptures de stock, très dommageable pour les patients.

En France, l'Institut Gustave-Roussy, en pointe mondiale dans la lutte contre le cancer, vient d’annoncer qu’il allait porter de 45 % à 80 %, le taux de préparations robotisées de chimiothérapies et immunothérapies (80 000 par an), grâce à l'entrée en service d'un troisième robot de préparation d'anticancéreux injectables, adapté aux présentations pédiatriques. Ce troisième robot fait du département de pharmacie clinique de cet Institut l'un des plus robotisés au monde et le plus robotisé de France. Tous les composants de base entrant dans la composition des traitements sont contrôlés par des codes-barres et des caméras. Mais, là encore, la dernière étape est assurée par un pharmacien humain qui vérifie que la bonne molécule a été correctement dosée, avant que la préparation finale ne soit envoyée au patient. Pour cet établissement, le gain de productivité important permis par ce système (un robot fabrique en moyenne 60 à 90 préparations de chimiothérapie ou d'immunothérapie par jour, contre 25 à 30 pour un préparateur en pharmacie) ne s’est pas traduit par une réduction du personnel, mais par sa réaffectation sur des tâches de soins plus qualifiantes.

A Saint-Brieuc, l’hôpital Yves-Le Foll s’est lui aussi doté d’un remarquable système robotisé de préparation des médicaments. Installé en janvier 2021, cet automate, constitué de deux modules placés côte à côte, a nécessité cinq mois de rodage avant d’être pleinement opérationnel. Le système prépare les piluliers nominatifs pour une semaine. Quand tous les plateaux sont prêts, la livraison des armoires est assurée vers les différents établissements dépendant de cet hôpital, car l’une des finalités de ce robot est de soulager les équipes des pharmacies des autres établissements du groupement hospitalier du territoire (GHT).

Il y a deux ans, le robot d’assistance médicale Moxi, conçu par Diligent Robotics (Austin, Texas) a été introduit dans plusieurs hôpitaux américains. Dans l’essai mené au Texas, Moxi a pu prendre en charge une partie du travail fastidieux et chronophage qui accapare les infirmières et les empêche de se consacrer pleinement aux patients. Le robot se concentre sur la partie non qualifiée des soins, comme la récupération et le transport des articles et la livraison des fournitures. Parmi ses nombreuses tâches, Moxi livre les kits d'admission dans des boîtes de dépôt situées à l'extérieur de chaque chambre de patient et des échantillons au laboratoire. Le robot s’occupe également du transport des sacs de linge sale des chambres des patients vers une zone de nettoyage. Avec le déferlement de la pandémie de Covid-19, Moxi a vu ses tâches étendues, notamment en matière de désinfection des chambres. Ces robots « assistants hospitaliers » sont également destinés à pallier la pénurie grandissante d'infirmières aux États-Unis. Selon le Bureau du Travail Américain, la demande d'infirmières aux États-Unis pourrait augmenter de 20 % d’ici 2030, passant de 3 millions en 2020, à 3,6 millions en 2030, sous l’effet du vieillissement de la population.

Au Japon, les robots ont également fait leur entrée depuis une dizaine d’années dans les hôpitaux et les maisons de retraites, pour aider le personnel soignant et le soulager des tâches répétitives et pénibles. L’hôpital de Nagoya s’est par exemple doté il y a trois ans de plusieurs robots développés par Toyota. Ces derniers ressemblent à de petits réfrigérateurs à la roulette, d’une capacité de stockage réfrigéré de quatre-vingt-dix litres. Equipés de radars, capteurs et caméras, ils sont capables de se déplacer à l’intérieur de l’établissement, pour y acheminer une charge utile de 30 kg, à 4 km/heure : médicaments, traitements ou plats cuisinés aux malades (Voir übergizmo).

Pour le professeur Jacques Marescaux, pionnier mondial de la téléchirurgie depuis 2001 et sa célèbre « Opération Lindbergh», au cours de laquelle il a opéré à distance depuis New York un patient situé à Strasbourg, grâce à une console robotisée, c’est la combinaison de la chirurgie robotisée et de l’IA qui sera la prochaine révolution en médecine. Ce chercheur bouillonnant d’idées travaille sur un outil d’échographie low cost capable de détecter précocement les tumeurs. Ce projet, nommé Disrumpere, porte une formidable ambition : permettre à tous, et partout, l’accès à l'imagerie médicale. Le Professeur Marescaux a été frappé par deux rapports de l’OMS qui indiquaient que 5 milliards de personnes n'avaient pas accès à la moindre imagerie médicale, et que 5,8 milliards de personnes n'avaient pas accès à un geste chirurgical de base. Dans de nombreux pays, les hôpitaux n'ont pas les moyens d’acquérir des scanners ou des IRM qui coûtent plus d'un million d'euros l’unité. Mais, pour lever cet obstacle majeur, le Professeur Marescaux mise sur l’échographie augmentée et améliorée, grâce à l’intelligence artificielle.

L’idée consiste à utiliser des appareils basiques et portables d’échographie, que l’on trouve à présent pour 500 euros pièce. Pour compenser et améliorer la faible qualité de l’image de ces sondes, le Professeur Marescaux a une botte secrète, le recours à des logiciels d’IA et d’apprentissage profond. Ces nouveaux outils sont capables, après s’être entraînés sur des milliers d'échographies, de transformer une image 2D en noir et blanc en une image 3D en couleur beaucoup plus précise. Il devient ainsi possible de détecter des tumeurs inférieures à 2 cm de diamètre. Or, sur des tumeurs aussi petites, il est possible d’intervenir sans chirurgie lourde, pour détruire ces cancers à l’aide d’une aiguille, soit par le chaud (radiofréquence), soit par le froid (cryoablation). Toutefois, cette destruction doit être effectuée de manière extrêmement précise. C’est là qu’intervient le dernier maillon de cette chaîne, un automate à bas coût (développé par la startup Axilum Robotics), guidé par l'intelligence artificielle, qui va placer l'aiguille au bon endroit, et l’enfoncer à la bonne profondeur. Le Professeur Marescaux est persuadé qu’avec ce nouveau triptyque, échographie augmentée, IA et bras robotisé, et en utilisant les ressources des réseaux satellitaires et de l’internet à haut débit, il sera possible, dans un futur proche, d’opérer partout dans le monde, pour un coût économiquement supportable, des patients atteints de cancers au premier stade.

S’agissant de l’assistance aux personnes malades ou fragiles, à domicile, Toyota a développé le « Human Support Robot », un robot assistant spécialement conçu pour aider les personnes ayant des problèmes de mobilité. Equipé d’un bras repliable et d’une large gamme de capteurs et de caméras, ce robot, qui n’est pas commercialisé pour l’instant, mais préfigure ce que sera la robotique personnelle dans quelques années, est capable de remplir de nombreuses tâches, comme ouvrir une porte, allumer la lumière, répondre au téléphone, apporter une boisson, un médicament ou un plateau-repas à une personne en perte d’autonomie.

En septembre dernier, après plusieurs années de développement, Amazon a lancé son premier robot domestique. Commercialisé uniquement sur le territoire nord-américain pour 1 449 dollars, soit environ 1 250 euros, le robot Astro est capable de se déplacer dans la maison de manière totalement autonome, et peut être piloté par l’utilisateur via une application mobile. Cette machine légère (60 centimètres de haut pour 10 kilos), dispose d’une tablette de 10 pouces, équipée d’une caméra. Astro embarque une caméra télescopique, pilotable à distance, des haut-parleurs, de nombreux capteurs ainsi qu’un coffre de transport. Cette machine peut être contrôlée par la voix et peut également, grâce à sa technologie de reconnaissance faciale, détecter un visage inconnu durant ses déplacements. Dans sa version actuelle, Astro est surtout destiné à évaluer le degré d’acceptabilité sociale de ce type de machine, même s’il peut rendre quelques services en matière de surveillance et de sécurité.

Toujours récemment, l’hôpital Henry Gabrielle-HCL, situé à Saint-Genis-Laval, près de Lyon, s’est doté d’un robot qui permet aux patients en rééducation de retrouver partiellement l’usage de leurs jambes. Cet exosquelette s’enfile comme un vêtement et permet au patient de disposer d’une aide pour se déplacer. Cette combinaison robotisée multiplie la force du patient par dix et permet une rééducation fonctionnelle personnalisée bien plus rapide et efficace pour le patient (Voir France3).

Il y a quelques jours, des scientifiques de l’EPFL (Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne) sont parvenus à développer un programme informatique qui permet de modifier les actions du robot par la seule force de la pensée, en analysant les courants électriques émis par le cerveau (Voir Nature). Pour leurs travaux, les équipes d’Aude Billard, directrice du laboratoire d’algorithmes et systèmes d’apprentissage de l’EPFL, et de José del R. Millán, directeur du laboratoire d’interface cerveau-machine de l’EPFL, ont utilisé un bras articulé développé par l’EPFL il y a quelques années. Ce bras articulé peut effectuer des parcours de gauche à droite et, inversement, déplacer des objets qui sont dans son champ de vision ou les éviter. Si l’action effectuée par le robot ne convient pas à l’utilisateur, ce dernier génère par la pensée, après un apprentissage cérébral de courte durée qui lui a permis d’apprendre à se concentrer sur le type d’instruction à émettre, un signal d’erreur, qui est interprété par le robot comme une injonction d’arrêt. Dans un second temps, ce signal d’erreur est traité par un algorithme de renforcement inverse, qui va permettre au robot de comprendre ce que souhaite l’utilisateur et de corriger son action en conséquence. Les outils d’IA employés sont si puissants qu’il ne faut en général que 3 à 4 essais très rapides, pour que le robot comprenne parfaitement l’action souhaitée par l’utilisateur, et l’exécute avec précision. L’ambition de ces scientifiques est à présent de pouvoir encore alléger et simplifier cet outil, de manière à pouvoir le proposer, en utilisation dans la vie réelle, à toutes les personnes souffrant de paralysies ou en perte sévère d’autonomie. Ce système pourrait, par exemple, être couplé avec un fauteuil roulant intelligent, mais également associé à un, ou plusieurs robots domestiques, ou à des outils domotiques intégrés (commande d’éclairage, de chauffage, d’appareils ménagers ou de terminaux numériques), ce qui permettrait aux personnes à autonomie réduite vivant chez elles d’accomplir bien plus facilement les actes de la vie quotidienne.  

Avec une population française qui comptera, dans 20 ans, deux fois plus de personnes âgées dépendantes qu’aujourd’hui (2 millions contre 800 000 en 2020), et un nombre de plus de 85 ans qui va passer de 1,5 à 4,5 millions, les robots de compagnie devront pouvoir assister de manière efficace et sûre les plus fragiles dans leurs tâches quotidiennes (Voir MIT CSAIL), comme, par exemple, s’habiller, se coiffer ou se laver. Dans cette perspective, des ingénieurs du MIT ont présenté, il a quelques jours, un bras robotisé guidé par un nouvel algorithme adaptatif, qui est capable d’ajuster son action en temps réel pour mieux concilier deux objectifs : d’une part, réaliser correctement une action planifiée à « long terme », comme enfiler une veste ; d’autre part, s’adapter à tout moment pour minimiser et prévenir les gestes brusques ou potentiellement dangereux. Résultat, ce bras robotisé peut, en toute sécurité, habiller une personne en tenant compte de ses réactions, qui ne seront les mêmes, s’il s’agit d’un enfant, d’un adulte ou d’un senior. Dotés de tels logiciels, les robots d’assistance vont être en mesure d’apporter dans un futur proche une aide précieuse aux personnes affaiblies par l’âge ou la maladie, pour les aider au quotidien, que ce soit en établissement ou à domicile.

Il y a quelques jours, Le X Lab d’Alphabet, la maison-mère de Google, a annoncé, par la voix de Peter Brøndmo, que son projet baptisé « Everyday Robots », qui teste sur le terrain des robots, capables d'effectuer toutes sortes de tâches du quotidien, avait franchi une étape décisive, et qu’il y avait désormais une centaine de robots largement autonomes à l’œuvre, dans les bureaux de Google, capables de s’adapter à des environnements variés et imprévus, grâce à des logiciels avancés d’autoapprentissage (Voir The moonshot factory). Peter Brøndmo souligne que « Face à des situations nouvelles pour eux, nos robots ont montré qu’ils étaient capables, dans le monde réel, d’apprendre rapidement de nouveaux gestes, et de développer de nouveaux comportements pour rester efficaces. Demain, nos robots pourront évoluer de manière autonome, en toute sécurité dans nos bureaux, nos rues, nos maisons, pour nous aider à remplir plus vite et plus efficacement les nombreuses tâches qui composent nos journées ».

Mais en attendant d’être confrontés à des robots humanoïdes, polyvalents et plus humains que nature, nous verrons bientôt des robots d’intervention à l’œuvre, partout où il est nécessaire d’accomplir des tâches, compliquée ou dangereuses, d’exploration (Voir The Engineer). En Grande-Bretagne, la société HausBots, basée à Birmingham, vient par exemple de présenter un étonnant robot, développé en collaboration avec l’Université de Warwick, capable de grimper en silence sur à peu près n’importe quel revêtement (mur, poutre, toit) pour aller inspecter les endroits difficiles d’accès et, le cas échéant, réaliser, à l’aide des accessoires appropriés, des travaux de nettoyage.

La société de conseil et d’analyse de données Global Data a réalisé récemment une étude du marché mondial de la robotique, prévoyant qu’il devrait passer d’un montant de 45,3 milliards de dollars en 2020 à plus de 500 milliards de dollars en 2030. A cet horizon, ce marché en plein essor devrait être dominé par les robots dédiés à la production (43 %, du marché), aux transports (23 %), à la santé (15 %) et à l’agriculture (10 %).Mais c’est le marché de la robotique de service à la personne (au sens large) qui devrait connaître, de loin, la plus forte croissance dans les décennies à venir (34 % par an, pour la période 2021 à 2028, selon le rapport Data Bridge Market). Et cette progression irrésistible s’explique fort bien quand on sait qu’au niveau mondial, selon l’ONU, le nombre de personnes de plus de 80 ans va quasiment tripler, passant de 143 millions en 2019…à 426 millions en 2040.

Il est capital, à la fois pour des raisons médicales, sociales et économiques, que la France fédère ses compétences scientifiques et techniques et accentue son effort de recherche dans le développement de ces robots polyvalents et autonomes de service à la personne, qui vont devenir d’ici 10 ans de précieux et indispensables auxiliaires permettant le maintien à domicile de nos ainés dans de bonnes de conditions de vie, et à un coût supportable pour la collectivité…

René TRÉGOUËT

Sénateur honoraire

Fondateur du Groupe de Prospective du Sénat

e-mail : tregouet@gmail.com

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• Publié dans : Robots médicaux
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