Les exosquelettes actuels sont des prodiges de technologie mais pas d’ergonomie… L’invention des chercheurs de l’université d’Hiroshima (Japon) ouvre des perspectives prometteuses. © Ekso Bionics Ekso, Flickr, CC by-nd 2.0

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Un exosquelette sans batterie ni moteur

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Une pompe à air placée sous le talon et un gel spécial ont suffi à des chercheurs japonais pour concevoir un exosquelette dépourvu de tout système électrique. Simple et léger, il peut améliorer la cadence d'un coureur ou d'un marcheur. Cette technologie pourrait même être directement intégrée dans des vêtements.

Les exosquelettes ont énormément progressé au cours de ces dernières années. Certains peuvent accomplir des exploits étonnantes, comme aider un paraplégique à se déplacer en contrôlant volontairement ses muscles. D'autres sont pensés pour augmenter la force de personnes valides qui doivent porter des charges lourdes ou aider les personnes âgées à conserver leur mobilité. Mais ces équipements ont tous en commun d'être relativement encombrants et peu ergonomiques, du fait de la nécessité d'intégrer des batteries et des moteurs électriques qui servent à l'assistance.

Au Japon, une équipe de chercheurs de l'université d’Hiroshima associés à la société Daiya Industry a développé un prototype d'exosquelette qui fonctionne sans alimentation électrique. Cet équipement nommé Unplugged Powered Suit est pensé pour apporter une assistance à des personnes valides qui ont perdu de leur force musculaire ou ont besoin de rééduquer un membre. Le dispositif est relativement simple. Il se compose d'une pompe à air manuelle placée sous le talon de l'utilisateur qui est reliée par un tuyau à ce que les chercheurs appellent un Pneumatic Gel Muscle, ou « muscle pneumatique à gel ».

Cette capture extraite de la vidéo de présentation de l’exosquelette montre le fonctionnement du système qui n’utilise aucun moteur électrique. La pompe placée sous le talon du marcheur envoie de l’air via un tuyau au « muscle pneumatique à gel », la partie rouge qui court le long de la jambe. Le gel se contracte sous l’effet de l’air puis se relâche, contribuant ainsi à accélérer le mouvement de la jambe. © Yuichi Kurita, Hiroshima University, YouTube

Le gel se contracte sous l’effet de l’air

Cette pièce oblongue et souple vient se fixer entre une ceinture abdominale et un bandeau qui se place sous le genou. Lorsqu'il reçoit une injection d'air, le gel se compresse brièvement, ce qui entraîne la contraction du muscle artificiel puis son relâchement. Une cinématique calquée sur le mouvement naturel du membre qui peut apporter une assistance variable selon le positionnement du Pneumatic Gel Muscle. Il n'y a pas d'information précise sur la puissance de l'assistance fournie. Durant ses essais, l'équipe a testé différentes configurations. L'une permet par exemple à un coureur de maintenir plus facilement sa cadence. Une autre aide à accélérer le mouvement de la jambe lorsqu'une personne marche.

Ce type d'exosquelette pourrait notamment servir à des personnes âgées pour pouvoir maintenir une activité physique ou bien à des sportifs ayant besoin de rééduquer ou de renforcer la musculature d'un membre. « À l'avenir, nous pourrons développer des combinaisons d'assistance intelligentes dotées d'actionneurs et de capteurs utilisant notre technique », assure le professeur Yuichi Kurita qui a piloté ce projet. Autrement dit, le système pourrait être miniaturisé et intégré dans un pantalon ou une veste afin d'améliorer les mouvements des bras et des jambes. Il suffirait par exemple d'enfiler le vêtement avant de manipuler des objets lourds ou d'accomplir une tâche physique pénible et répétitive.

S'il n'y a pas encore de projet commercial, les concepteurs de cet exosquelette affirment qu'il serait peu onéreux à fabriquer et simple à entretenir. Le prototype est présenté au salon IREX (International Robot Exhibition) qui se tient cette semaine au Japon.

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