Les exosquelettes donnent à leur porteur plus de puissance et d’endurance
Imaginez porter une armure corporelle de haute technologie qui vous rende super fort et infatigable. Une telle technologie, plus précisément appelée exosquelette, semble être l’apanage de la série de films de super-héros Iron Man. Pourtant, cet équipement est de plus en plus porté dans la vie réelle, partout dans le monde. Et l’un des fabricants – SuitX, en Californie – s’attend à ce que cette technologie se généralise.
« Il n’y a aucun doute dans mon esprit que ces appareils seront un jour vendus dans les magasins de matériel informatique », déclare Homayoon Kazerooni, fondateur de SuitX. « Au fur et à mesure que les prix baissent, vous pourrez simplement les acheter chez Leroy-Merlin, Castorama, Fnac… ».
En termes simples, un exosquelette est un dispositif externe qui soutient, couvre et protège son utilisateur, lui conférant des niveaux de force et d’endurance supérieurs.
Parfois aussi appelés « robots portables », ils peuvent être alimentés par des batteries et des ordinateurs, avec des moteurs et des systèmes hydrauliques. Ils peuvent aussi être plus simples, de conception passive, utilisant des ressorts et des amortisseurs.
« L’intégration de l’homme et de la machine dans un seul système ouvre un nouveau champ de possibilités », explique Adrian Spragg, spécialiste de cette technologie au sein de la société de conseil en gestion Accenture. « Beaucoup des premières applications se sont concentrées sur les applications militaires et médicales, mais au cours des dernières années, on a assisté à une explosion de l’utilisation dans toute une série de cas. »
Cette expansion, qui s’est accompagnée de progrès rapides de la technologie, a vu les exosquelettes être de plus en plus utilisés par les ouvriers de l’industrie manufacturière. Des versions destinées aux consommateurs sont également en cours de développement afin d’aider les gens à effectuer plus facilement toutes sortes d’activités, du bricolage à la marche, en passant par la montée des escaliers et d’autres activités quotidiennes.
Selon un rapport, les ventes devraient exploser en conséquence. Selon une étude d’ABI Research, les revenus mondiaux des exosquelettes devraient passer de 392 millions de dollars (330 millions d’euros) en 2020 à 5,7 milliards d’euros en 2030.
Les « combinaisons » de SuitX sont actuellement testées par les constructeurs automobiles General Motors et Fiat. Le professeur Kazerooni, qui est également directeur du Berkeley Robotics and Human Engineering Laboratory de l’université de Californie, explique que le principal avantage des exosquelettes de l’entreprise est de prévenir la fatigue musculaire.
« Nous avons montré que l’activité musculaire du dos, des épaules et des genoux diminue de 50 % », explique-t-il. « Si l’activité musculaire diminue, cela signifie que le risque de blessure musculaire est moindre. « Cela signifie que les directeurs d’usine ou d’établissement obtiennent une meilleure productivité, que leurs coûts d’assurance sont moins élevés et qu’il y a moins de jours de travail perdus pour cause de blessure. Il y a moins de coûts et plus de productivité. »
General Motors s’intéresse également à un gant exosquelette alimenté par batterie, développé par la société suédoise Bioservo.
Ce gant, appelé Iron Hand, est doté de capteurs et de moteurs dans chaque doigt, qui réagissent automatiquement au niveau de force que le porteur applique à sa main lorsqu’il soulève ou saisit quelque chose. Le gant prend donc en charge une partie de l’effort.
L’Iron Hand de Bioservo de Bioservo réagit aux mouvements de la main de l’utilisateur.
BioServo affirme qu’il peut augmenter la force de la main du porteur de 20 % pendant des périodes prolongées.
Jason Cottrell, directeur général de MyPlanet, une société canadienne de logiciels qui a mené des enquêtes sur l’utilisation des exosquelettes, estime que le monde commence tout juste à comprendre le potentiel de la technologie des exosquelettes.
L’application Iron Hand de Bioservo permet à l’utilisateur de régler la force avec laquelle le gant réagit aux mouvements de sa main.
« Les implications sont, en un mot, énormes », dit-il. « Les industries à forte intensité de main-d’œuvre, comme l’industrie manufacturière et l’agriculture, ont toujours dépendu d’une main-d’œuvre qui doit supporter un certain niveau d’épuisement physique et de risque. »Les appareils qui soutiennent le cadre d’une personne tout en faisant son travail changeront fondamentalement le fonctionnement de ces industries. »
En tant d’exemples pour d’autres applications possibles, Jason Cottrell cite Delta Airlines, qui a annoncé l’année dernière qu’elle testait un exosquelette complet fabriqué par Sarcos Robotics, une entreprise de l’Utah. La combinaison motorisée, qui est testée par le personnel de Delta chargé de la manutention du fret, de la maintenance et de l’assistance au sol, peut soulever des poids allant jusqu’à 90 kg pendant huit heures d’affilée.
La combinaison testée par le personnel de Delta permet à son porteur de soulever des poids allant jusqu’à 90 kg pendant huit heures.
« Et qu’en est-il du serveur dans un restaurant ? ajoute Jason Cottrell. « Comment pourraient-ils bénéficier d’un dispositif qui aide à soutenir le bras qui porte le plateau ? ».
Les exosquelettes les plus avancés utilisent des systèmes informatiques d’intelligence artificielle (IA) – des logiciels qui peuvent, dans une certaine mesure, apprendre et s’adapter par eux-mêmes. Le professeur Sandra Wachter, chercheur principal en IA à l’université d’Oxford, estime que ces combinaisons corporelles doivent être accueillies favorablement, mais avec une certaine prudence également.
« En général, je considère cette évolution comme très positive pour la santé et la sécurité au travail », dit-elle. « Les machines sont censées nous aider dans les tâches ennuyeuses, dangereuses et sales. »La robotique qui protège vos épaules, votre dos et votre tête, par exemple lorsque vous ramassez ou déplacez des objets, est cruciale. C’est précisément l’un des avantages passionnants de la robotique.
« Des problèmes se posent toutefois si la robotique sert également à surveiller le lieu de travail. Ces combinaisons suivent-elles vos mouvements, la vitesse à laquelle vous vous déplacez et la fréquence de vos pauses ? Un système compare-t-il ces données à celles d’autres travailleurs pour les noter ou les classer ? Que se passe-t-il si vous vous déplacez plus lentement que les autres, ou si vous faites des pauses plus souvent ? »
Pour l’instant, cependant, l’adoption plus généralisée de la technologie de l’exosquelette est encore freinée par un certain nombre de facteurs, notamment la capacité des batteries, l’amplitude limitée des mouvements et le coût.
« Le coût moyen [d’un exosquelette complet] est d’environ 45 000 dollars (38000 euros », explique Adrian Spragg d’Accenture. « Cependant, avec les économies d’échelle et la maturité technologique, les prix vont baisser. »
SuitX teste actuellement une genouillère destinée aux marcheurs et aux randonneurs.
Selon le professeur Kazerooni de SuitX, la baisse des prix permettra également d’exploiter un marché potentiellement énorme : les exosquelettes de loisirs. Sa société travaille actuellement sur un dispositif de ce type, qui soutient le genou de l’utilisateur.
« Ce n’est pas seulement pour les personnes qui font de l’escalade et de la randonnée, ou pour les jeunes qui veulent être plus aventureux, ou pour les personnes qui veulent marcher et grimper davantage sans se faire mal aux genoux », explique-t-il. « Ce sera pour tous les âges. Il s’agit simplement de vous donner un petit coup de pouce ».
