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Un exosquelette pour avoir quatre bras !

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Une équipe du MIT travaille sur un nouveau genre d'exosquelette dont la fonction n'est pas de remplacer des membres défaillants mais d'en ajouter afin de démultiplier les capacités. Grâce à une paire de bras motorisés fixés à la taille ou sur les épaules, on peut manipuler des objets lourds ou encombrants tout en gardant les mains libres. Le système pourrait trouver de nombreux débouchés dans l'industrie et le bâtiment.

Une paire de bras supplémentaire pourrait aider des travailleurs à accomplir des tâches délicates ou pénibles : porter une charge lourde tout en ouvrant des portes, maintenir un panneau de plafond pour pouvoir le fixer, s’accrocher à une façade extérieure pour travailler en sécurité, etc. Le concept pourrait trouver de nombreux débouchés dans l’industrie et le bâtiment. © MIT d'Aberloff Laboratory

Qui ne s'est pas un jour écrié « je n'ai pas quatre bras ! » ? Cette expression populaire est désormais une réalité au laboratoire d'Aberloff du Massachusetts Institute of Technology (MIT). Une équipe y a développé un exosquelette qui ajoute une paire de bras pour assister une personne dans certaines tâches difficiles. Maintenir un panneau tout en le fixant, transporter un carton tout en ouvrant une porte, se tenir d'une main pour travailler avec l'autre... Autant de situations pour lesquelles les Supernumerary Robotic Limbs (membres robotiques surnuméraires) ont été conçus.

L'équipe a créé deux modèles d'exosquelette. Le premier se porte comme un sac à dos avec le boîtier de commande placé entre les omoplates et les bras robotisés qui passent par-dessus les épaules. L'une des démonstrations consistait à fixer un panneau au plafond, une opération d'ordinaire aussi délicate que pénible du fait d'avoir les bras en extension pour maintenir l'élément tout en le vissant. Mais muni de son exosquelette, l'opérateur s'en acquitte sans problème. Les bras robotisés viennent plaquer le panneau tandis que la personne peut facilement ajuster ses vis et les insérer. Cet équipement pourrait être très utile dans l'industrie pour les techniciens chargés d'assembler des pièces lourdes ou volumineuses. C'est le cas par exemple dans l'aéronautique pour le montage des avions où il y a beaucoup de panneaux à fixer. C'est d'ailleurs la raison pour laquelle le constructeur Boeing finance ce projet de recherche.

Démonstration du prototype d’exosquelette « sac à dos » dont les bras robotisés, fixés au niveau des épaules, aident la personne à plaquer un panneau au plafond afin qu’elle puisse le visser. Après un apprentissage des manœuvres, l’exosquelette recueille les informations émises par les capteurs que la personne porte à ses poignets pour déterminer les gestes qu’il doit accomplir. © MIT d'Aberloff Laboratory/IEEE Spectrum/YouTube

Un projet financé par Boeing

Le second exosquelette du MIT vient s'attacher autour de la taille afin que les bras permettent à la personne de s'accrocher ou de se stabiliser. Cette configuration pourrait servir dans le bâtiment pour permettre aux ouvriers de se maintenir lorsqu'ils doivent travailler à l'extérieur sur des façades. Une situation qui se présente fréquemment dans la construction des gratte-ciel. La principale difficulté technique que les chercheurs du MIT ont eu à gérer concerne le moyen de faire en sorte que l'exosquelette comprenne ce qu'il doit faire.

Alors que l'une des voies consiste à mettre au point une commande par la pensée, cet exosquelette est un robot relativement autonome. Durant une phase d'apprentissage, un opérateur manipule les bras robotisés pour leur enseigner une manœuvre précise qui correspondra à un mouvement des bras humains. Pour que l'exosquelette puisse trouver le geste à accomplir au bon moment, la personne porte des capteurs inertiels à chaque poignet. Par exemple, si elle lève les bras, le système comprend qu'il s'agit de plaquer un panneau au plafond et s'exécute. Les chercheurs du MIT ont également travaillé sur des techniques permettant aux bras robotisés d'accomplir des tâches plus élaborées, comme par exemple guider une perceuse.

Actuellement, ces prototypes d'exosquelette en sont à la troisième génération. La version sac à dos pèse environ 5,4 kg. Le travail de développement se poursuit avec pour principaux objectifs le gain de poids et de puissance ainsi que l'amélioration des algorithmes de contrôle. Il n'y a pour le moment aucun délai pour la finalisation de ce projet.

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