Santé

Des jambes biomécaniques reproduisent fidèlement la marche humaine

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La démarche humaine, si efficace et complexe, n'avait jamais pu être correctement imitée en robotique. Ce temps pourrait être révolu car des scientifiques américains ont annoncé avoir créé des jambes biomécaniques capables d'une telle prouesse. Mais pour quoi faire ?

Notre bipédie si parfaite existe dans la nature depuis quelques millions d'années, au moins depuis Lucy. Chez les robots, elle vient tout juste d'apparaître. © Aaliya Landholt, shutterstock.com

Des scientifiques américains assurent avoir conçu la paire de jambes biomécaniques la plus performante du monde, un pas de géant vers la création de robots « doux », c'est-à-dire mieux à même d'aider et de fréquenter des humains selon eux.  C'est bien l'idée générale de nombreux roboticiens, à l'image d'Acroban, de l'équipe Flowers de l'Inria, le « robot que l'on peut prendre par la main ».

Ces jambes robotiques, moitié moins grandes que des jambes humaines, sont les premières du genre à imiter fidèlement la marche de l'Homme et à reproduire son mode de déplacement si économe en énergie. Elles possèdent le même léger mouvement vertical grâce à des détecteurs placés dans les pieds, qui aident un petit ordinateur à ajuster le déplacement en fonction de la surface.

Des robots plus à même d’aider grand-mère

« L'une de nos idées est de construire ce que j'appelle des robots doux, qui peuvent être utilisés à proximité des êtres humains, explique Anthony Lewis, qui a travaillé sur cette invention avec Theresa Klein, tous deux du département d'ingénierie électrique et informatique de l'University of ArizonaAvec ce robot, si vous poussez contre ses jambes, il ne résiste pas. À l'inverse, les robots conventionnels sont issus des robots industriels et ils sont très raides : il ne serait pas prudent d'en laisser au voisinage de votre grand-mère », déclare le chercheur.

Selon l'étude publiée dans le Journal of Neural Engineering, les détecteurs placés dans les pieds ne sont que l'un des trois systèmes qui permettent à ces jambes artificielles d'imiter si bien la démarche de l'Homme, bijou de mécanique et d'efficacité énergétique poli au fil de millions d'années d'évolution de notre espèce.

Le robot Asimo est un humanoïde très célèbre qui, à terme, pourrait aider les gens. Mais sa démarche est encore incertaine et il faudra encore l'équiper des nouvelles jambes biomécaniques pour qu'il ressemble davantage aux êtres humains. © Honda News, Fotopédia, cc by nc nd 2.0

Des jambes biomécaniques encore perfectibles

Le squelette des jambes reproduit les trois articulations des membres inférieurs - hanches, genoux et chevilles - et les muscles sont, quant à eux, simulés par des sangles qui montent et descendent.

Mais tous les mouvements sont déterminés et coordonnés par une réplique électronique d'une partie du système nerveux humain, qui dicte le rythme des signaux musculaires après avoir collecté les informations fournies par différentes parties du corps sur son environnement. Raison pour laquelle nous parvenons à marcher sans y penser. « Lorsque nous avons combiné tous ces éléments, le mouvement qui en a résulté était très semblable à celui d'un être humain [...], particulièrement la hanche et le genou », indique Anthony Lewis à l'AFP.

La prochaine étape consistera à inclure un système de vision pour contrôler la démarche, ainsi que d'autres détecteurs tactiles « de façon à ce que s'il trébuche, le système se corrige lui-même et ne tombe pas ».

Ces jambes sont destinées à la recherche fondamentale pour l'étude de la marche humaine, mais elles pourraient un jour aider les médecins dans la rééducation des patients souffrant de paralysie, espèrent les chercheurs.

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