Un exosquelette auto-équilibré en route vers le marché
infohightech ·
De nombreuses personnes atteintes de lésions de la moelle épinière ont également vécu des histoires dramatiques : un accident de plongée, un accident de voiture, une catastrophe sur un chantier de construction … Mais Chloë Angus a une histoire bien différente. Un soir de 2015, elle était chez elle lorsque son pied droit a commencé à picoter et à perdre progressivement la sensibilité. Elle a réussi à se rendre à l’hôpital en voiture, mais au cours des jours suivants, elle a perdu toute sensation et le contrôle de ses deux jambes. Les médecins ont découvert une tumeur bénigne à l’intérieur de sa moelle épinière qui ne pouvait pas être retirée et lui ont dit qu’elle ne marcherait plus jamais. Mais Angus, une créatrice de mode qui voyage à travers le monde , n’est pas du genre à accepter ce genre de nouvelles en restant allongée – ou assise – sur ses deux jambes.
Dix ans plus tard, au salon CES en janvier, Angus a montré ses pas de danse dans un exosquelette motorisé de la société canadienne Human in Motion Robotics . « C’est plutôt cool de pouvoir marcher après une lésion de la moelle épinière, mais se remettre à danser est une expérience qui change la donne », a-t-elle déclaré à la foule présente sur le salon.
L'entreprise va commencer les essais cliniques de son exosquelette XoMotion fin avril, en testant dans un premier temps une version destinée aux centres de rééducation comme tremplin vers un exosquelette à usage personnel que des personnes comme Angus pourront ramener à la maison. Le XoMotion est seulement le deuxième exosquelette à s'auto-équilibrer, ce qui signifie que les utilisateurs n'ont pas besoin de s'appuyer sur des béquilles ou des déambulateurs et peuvent avoir les mains libres pour d'autres tâches.
« L’affirmation selon laquelle “vous ne marcherez plus jamais” n’est plus vraie à notre époque, avec la technologie dont nous disposons », explique Angus.
L'origine de l'exosquelette XoMotion
Angus, qui travaille comme directrice de l'expérience vécue chez Human in Motion, travaille dans l'entreprise et dans sa technologie depuis 2016. C'est à cette époque qu'elle a rencontré deux universitaires de l'Université Simon Fraser, à Vancouver, qui avaient une idée novatrice d'exosquelette. Le professeur Siamak Arzanpour et son collègue Edward Park voulaient s'appuyer sur la robotique de pointe pour construire un appareil auto-équilibrant.
À l’époque, plusieurs entreprises proposaient des exosquelettes pour les centres de réadaptation, mais la technologie présentait de nombreuses limites : notamment, tous ces exosquelettes nécessitaient des béquilles pour stabiliser le haut du corps de l’utilisateur pendant la marche. De plus, les utilisateurs avaient besoin d’aide pour entrer et sortir de l’exosquelette, et les appareils ne pouvaient généralement pas gérer les virages, les marches ou les pentes. Angus se souvient avoir essayé un exosquelette d’ Ekso Bionics en 2016 : « À la fin de la semaine, je me suis dit : “C’est amusant, mais nous devons construire un meilleur exosquelette.” »
Siamak Arzanpour, PDG de Human in Motion, explique que son équipe a toujours été attirée par le défi technique que représente la création d'un exosquelette auto-équilibré. « Lorsque nous avons rencontré Chloë, nous avons réalisé que ce que nous avions imaginé correspondait aux besoins des utilisateurs », explique-t-il. « Elle a validé notre vision. »
Arun Jayaraman , qui mène des recherches sur les exosquelettes au Shirley Ryan Ability Lab de Chicago, collabore avec Human in Motion sur ses essais cliniques ce printemps. Selon lui, les exosquelettes auto-équilibrés sont mieux adaptés à une utilisation à domicile que les exosquelettes qui nécessitent un support pour les bras : « Le fait de devoir utiliser des appareils d’assistance comme des déambulateurs et des béquilles rend difficile la transition sur des surfaces telles que des terrains plats, des rampes, des bordures ou des surfaces irrégulières. »
Comment fonctionnent les exosquelettes auto-équilibrés ?
Les exosquelettes auto-équilibrés utilisent une grande partie de la même technologie que celle utilisée dans les nombreux robots humanoïdes qui arrivent actuellement sur le marché. Ils sont dotés de faisceaux d' actionneurs au niveau des articulations de la cheville, du genou et de la hanche, d'un ensemble de capteurs pour détecter les changements de position de l'exosquelette et l'environnement qui l'entoure, et de processeurs très rapides pour traiter toutes ces données de capteurs et générer des instructions pour les prochains mouvements de l'appareil.
Bien que les exosquelettes auto-équilibrés soient plus volumineux que ceux qui nécessitent des attelles pour les bras, Siamak Arzanpour affirme que l'indépendance qu'ils confèrent à leurs utilisateurs fait de cette technologie un gagnant évident. Il note également que les modèles auto-équilibrés peuvent être utilisés par un plus large éventail de personnes, y compris les personnes ayant une force et une mobilité limitées au niveau du haut du corps.
Lorsqu'Angus veut enfiler un XoMotion, elle peut l'appeler depuis l'autre côté de la pièce avec une application et lui ordonner de s'asseoir à côté de son fauteuil roulant. Elle peut se transférer et s'attacher à l'appareil sans aide, puis utilise un simple joystick relié à l'exosquelette pour contrôler son mouvement.
Elle note que l'exosquelette pourrait fonctionner avec une variété de mécanismes de contrôle différents, mais une connexion filaire est considérée comme la plus sûre : « De cette façon, il n'y a pas de signal Wi-Fi à perdre », dit-elle. Lorsqu'elle met l'appareil en « mode danse » que les ingénieurs ont créé pour elle, elle peut laisser tomber la manette et compter sur les capteurs de l'exosquelette pour détecter les mouvements subtils de son torse et les traduire en mouvements de jambes.
Quels sont les défis des exosquelettes à usage domestique ?
Le XoMotion n'est pas le premier exosquelette à offrir une utilisation mains libres. Cet honneur revient à la société française Wandercraft , qui a déjà obtenu l'approbation réglementaire pour son modèle de rééducation en Europe et aux États-Unis et qui commence actuellement les essais cliniques pour un modèle à domicile. Mais Siamak Arzanpour affirme que le XoMotion offre plusieurs avancées techniques par rapport au dispositif de Wandercraft, notamment un alignement précis des articulations robotiques et des articulations biologiques de l'utilisateur pour garantir que le corps ne subit pas de stress excessif, ainsi que des capteurs de couple dans les actionneurs pour recueillir des données plus précises sur les mouvements de la machine.
Obtenir l'approbation d'un modèle à usage domestique est un défi pour toute entreprise d'exosquelette, explique Saikat Pal , professeur associé au New Jersey Institute of Technology qui participe aux essais cliniques de Wandercraft. « Pour tout appareil destiné à être utilisé à la maison, les paramètres seront différents de ceux d'une clinique », explique Saikat Pal. « Chaque maison est différente et les autorisations sont différentes. Le problème technique est bien plus complexe lorsque vous déplacez l'appareil à la maison. »
Angus dit avoir confiance dans le fait que les ingénieurs de Human in Motion résoudront les problèmes d'ici quelques années, ce qui lui permettra de ramener un XoMotion chez elle. Et elle a hâte. « Vous savez ce que l'on ressent lorsqu'on vole 14 heures en classe économique ? On a tellement envie de s'étirer. Imaginez maintenant vivre dans ce siège d'avion pour le reste de sa vie », dit-elle. « Une fois que j'aurai enfilé l'exosquelette, il ne me faudra que quelques minutes pour que mon dos s'allonge. » Elle s'imagine enfiler le XoMotion le matin, faire quelques étirements et préparer le petit-déjeuner de son mari. Avec peut-être juste quelques pauses dansantes .