Il n'y a pas si longtemps, les enfants atteints d'une maladie neurologique rare pouvaient marcher pour la première fois grâce à un nouvel exosquelette robotique. Ces appareils - qui sont essentiellement des combinaisons robotiques qui donnent un mouvement artificiel aux membres de l'utilisateur - deviennent un moyen de plus en plus courant d'aider les personnes qui ne peuvent pas utiliser leurs jambes pour marcher. Mais si les exosquelettes modernes sont pour la plupart des appareils lourds et maladroits, les nouvelles technologies pourraient les rendre beaucoup plus faciles à utiliser et plus naturels. Vous avez probablement déjà deviné où cela se dirige: du faux cuir.
Les exosquelettes sont en développement depuis les années 1960. Le premier exosquelette était un ensemble volumineux de jambes et de gants à griffes qui ne ressemblaient que vaguement à un costume d'Iron Man. Il a dû utiliser la puissance de l'hydraulique pour aider les travailleurs industriels à soulever des centaines de kilogrammes de poids. Ce projet a échoué et n'a pas fonctionné, mais les options qui ont suivi sont devenues de mieux en mieux. Aujourd'hui, les gens peuvent enfin utiliser les exosquelettes pour améliorer partiellement leurs propres capacités, réapprendre à marcher avec leur aide, ou même interagir avec des ordinateurs en utilisant la rétroaction tactile ou «tactile».
En règle générale, ces dispositifs consistent en une chaîne de maillons et d'articulations de force qui fonctionnent en tandem avec les os et les articulations d'une personne. Les membres artificiels sont solidement attachés aux membres d'une personne et continuent ses mouvements. L'exosquelette peut être contrôlé par un ordinateur - par exemple, s'il exécute une routine de physiothérapie - ou en surveillant l'activité électrique dans les muscles de l'utilisateur et en soutenant la force qu'ils génèrent.
Lourd et douloureux
Malgré un demi-siècle de recherche, les exosquelettes ne sont toujours pas largement utilisés. C'est en grande partie parce qu'ils étaient inconfortables à porter pendant de longues périodes, car les corps des gens sont différents des costumes, qui sont faits comme un seul lit procrustéen. Certains exosquelettes s'adaptent mieux au corps humain, mais si les articulations robotiques et les vraies articulations de l'utilisateur ne tournent pas de manière synchrone, un inconfort ou une douleur peuvent en résulter. Tout cela est aggravé par la rigidité de chaque partie de la combinaison.
Un autre problème, en particulier avec les exosquelettes du haut du corps, est leur poids, car ils sont faits de matériaux durables qui peuvent supporter des poids lourds et soutenir le corps. Les combinaisons modernes ne supportent pas non plus très bien les changements de température ou de pluie, ce qui les rend difficiles à utiliser dans le monde réel. Et les gens ne peuvent toujours pas s'habituer à leur apparence.
Pour rendre les exosquelettes plus pratiques et plus agréables à regarder, nous avons besoin d'innovation: nous devons en faire une "seconde peau" plutôt qu'une combinaison robotique géante. Les exosquelettes utilisent généralement des moteurs électriques lourds, mais des actionneurs légers peuvent également être utilisés comme muscles pneumatiques. Ils peuvent faire des efforts similaires à ceux des moteurs électriques, mais ils pèseront plusieurs fois moins. Ces muscles sont constitués d'une vessie en caoutchouc entourée d'un manchon tissé. Sous pression, ils augmentent de diamètre et se contractent en longueur, poussant le joint. Et bien qu'ils soient faits de matériaux légers, ils peuvent appliquer une force suffisante pour soulever plusieurs centaines de kilogrammes.
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Robotique douce
Pourtant, même ces actionneurs légers doivent être fixés à une structure mécanique rigide sur le corps de l'utilisateur. Les scientifiques du Center for Autonomous Systems and Robotics de l'Université de Salford développent une autre alternative: la robotique douce. Cette technologie utilise des matériaux avancés physiquement doux pour effectuer les mêmes tâches que les dispositifs robotiques rigides traditionnels. Ils sont particulièrement bien adaptés pour interagir avec les gens, car doux signifie souvent léger et il y a moins de risque de blessure en frappant une personne.
Ils ont récemment développé un nouveau «lecteur continuum doux» qui se plie comme une trompe d'éléphant. Contrairement à une articulation robotique rigide traditionnelle, lorsqu'elle rencontre une résistance dans une partie du corps, elle fléchira dans toutes les directions sur toute sa longueur. En portant une combinaison moulante avec de tels entraînements, nous pourrions avoir un exosquelette souple qui fléchit exactement là où se trouvent les articulations du porteur. Par conséquent, la combinaison est parfaitement adaptée à différents porteurs sans avoir besoin de l'ajuster ou de l'étalonner mécaniquement. De plus, le système est léger et peut être porté comme un vêtement au lieu d'un cadre mécanique volumineux.
Les exosquelettes commencent à être commercialisés et nous sommes susceptibles de voir beaucoup de nouvelles choses dans les années à venir. En 2012, la femme paralysée Claire Lomas a même bouclé le marathon de Londres en portant un exosquelette. Mais il reste encore de nombreux défis techniques à relever avant de voir une utilisation généralisée de ces systèmes. À tout le moins, nous avons besoin d'un moyen d'alimenter ces combinaisons sans avoir à les brancher toutes les demi-heures.
ILYA KHEL
