Les exosquelettes sous-marins pourraient aider les plongeurs à consommer moins d'air et à se déplacer plus efficacement.
La rédaction ·
Un plongeur sous-marin portant l'exosquelette souple PEAKED, qui assiste les membres inférieurs lors des déplacements sous-marins. Crédit : SIAT
La plongée sous-marine est très exigeante pour le corps humain. Les plongeurs doivent constamment vaincre la résistance de l'eau tout en portant leur équipement respiratoire et autres accessoires, et leur temps sous l'eau est finalement limité par leur endurance physique et la quantité de gaz respiratoire qu'ils peuvent emporter.
Une équipe de chercheurs chinois, dirigée par le professeur Wu Xinyu de l'Institut de technologie avancée de Shenzhen (SIAT) de l'Académie chinoise des sciences (CAS), a mis au point des exosquelettes sous-marins portables susceptibles d'alléger cette contrainte.
En assistant les plongeurs dans leurs mouvements de jambes, ces systèmes robotiques peuvent réduire l'effort physique tout en leur permettant de conserver la maîtrise de leurs mouvements et de leurs décisions, ainsi que de percevoir directement leur environnement.
L'étude a été publiée sous forme d'article Focus dans la revue Science Robotics le 21 octobre.
L'un des systèmes emblématiques de l'équipe est PEAKED, un exosquelette souple de hanche conçu pour assister la flexion et l'extension de la hanche. Ce système permet plusieurs mouvements sous-marins courants, comme les battements de jambes, les mouvements de grenouille et la marche sous-marine. Contrairement aux structures robotiques rigides, PEAKED utilise une conception flexible qui autorise des mouvements amples et naturels des membres inférieurs tout en fournissant une assistance mécanique.
Locomotion sous-marine assistée par un exosquelette. Crédit : Science Robotics (2026). DOI : 10.1126/scirobotics.aed7305
Lors d'expériences précédentes menées sur des humains, l'exosquelette PEAKED a réduit le volume respiratoire minute de 29,77 % lors des battements de jambes, de 25,70 % lors des mouvements de jambes en grenouille et de 18,35 % lors de la marche sous-marine. Le volume respiratoire minute mesure le volume de gaz inspiré par minute. Ces résultats suggèrent que les exosquelettes sous-marins pourraient réduire les besoins ventilatoires des plongeurs lors de différents modes de locomotion sous-marine.
Les chercheurs soulignent également que les exosquelettes sous-marins ne peuvent pas simplement reproduire les modèles conçus pour la marche ou la course sur terre. La flottabilité réduit la nécessité de supporter le poids du corps, tandis que la résistance de l'eau intervient pendant une grande partie du mouvement des jambes. Cela rend l'assistance bidirectionnelle particulièrement importante lors des battements de jambes.
Par conséquent, la structure du dispositif, les articulations assistées, ainsi que le moment et la direction de l'assistance doivent être adaptés aux mouvements sous-marins spécifiques. Les systèmes pratiques doivent également être compatibles avec les bouteilles de plongée, le ballast et les autres équipements de plongée, rester étanches sous pression et permettre un retrait rapide en cas d'urgence.
Pour l'avenir, les chercheurs mettent en lumière deux pistes prometteuses : l'assistance personnalisée et la stabilisation posturale. Les futurs systèmes intégrant les progrès réalisés dans ces domaines pourraient adapter automatiquement l'assistance aux différents plongeurs, à leurs schémas de mouvement et aux exigences de la tâche, tout en contribuant au maintien de la stabilité corporelle sous l'eau.
D'après les chercheurs, ces avancées potentielles pourraient transformer les exosquelettes sous-marins, de simples dispositifs d'assistance, en systèmes portables intelligents permettant aux plongeurs de se déplacer plus efficacement et d'effectuer des tâches sous-marines exigeantes avec moins d'effort physique.
https://english.cas.cn/newsroom/research-news/202610/t20261027_1212587.shtml