Exosquelette motorisé

Un exosquelette motorisé ou combinaison robotique est un système mécanique mobile autonome utilisant une source d'énergie embarquée, que revêt un individu, à la manière d'un vêtement ou d'une prothèse externe, pour lui permettre de démultiplier ses capacités physiques...



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  • Un exosquelette motorisé ou combinaison robotique est un système mécanique mobile autonome... Ce blindage et cette force peuvent avoir une application... (source : forums.futura-sciences)
Mannequin présentant le concept d'exosquelette motorisé tel qu'imaginé par l'armée américaine

Un exosquelette motorisé ou combinaison robotique est un système mécanique mobile autonome utilisant une source d'énergie embarquée, que revêt un individu, à la manière d'un vêtement ou d'une prothèse externe (ou d'une orthèse), pour lui permettre de démultiplier ses capacités physiques et peut-être de le protéger de son environnement.

Les exosquelettes motorisés sont fréquemment toujours au stade du développement ou du test et leurs applications prévues couvrent surtout le domaine militaire et l'aide aux handicapés moteurs. Certains travaux concernent aussi des applications professionnelles (manipulation de charges lourdes) ou des applications pratiques de la vie courante (aide aux personnes âgées). Dans le domaine médical on utilise le terme de cyberthèse pour désigner les exosquelettes motorisés qui permettent la rééducation motrice ou la physiothérapie avec stimulation neuromusculaire.

Les objectifs

L'exosquelette motorisé est fortement lié à la cybernétique, dont il peut être une des technologies représentative du concept. C'est une biotechnologie, au sens que son objectif est l'optimisation des caractéristiques d'un organisme vivant. Que cette optimisation soit réparatrice (dans le cadre, par exemple, d'un accident ayant entraîné une paralysie) ou perfectionnatrice (dans l'optique de l'optimisation d'un individu «sain»).

Dans un cadre réparateur

l'objectif dans ce cadre est multiple :

L'exosquelette se différencie de la prothèse par le fait que, au contraire de elle , il n'est pas invasif et peut être retiré sans chirurgie, installé sans connaissance en médecine par l'utilisateur lui même, sans conditions sanitaires spécifiques à respecter.

Dans un cadre perfectionnateur

Ce cadre est celui qui propose le plus d'opportunités en terme d'applications. En effet, dans le cadre réparateur, l'objectif est de faire passer un individu ayant un handicap au niveau d'un individu «normal». Ce qui veut dire que le perfectionnement est limité à la moyenne et qu'aller au delà n'est pas totalement indispensable.

L'objectif de le perfectionnement est de faire d'un individu «normal» un être disposant de caractéristiques qu'il ne pourrait avoir sans l'exosquelette. Dans cette optique, l'individu est traîté par les ingénieurs comme s'il était victime d'un handicap, sauf que contraîrement à la voie réparatrice, il ne s'agit pas là de «mettre à niveau» mais clairement de perfectionner.

Ces améliorations concernent :

Il existe bien entendu d'autres améliorations applicables, celles-ci sont néanmoins les plus représentatives des objectifs à court et moyen terme.

Les applications envisageables

L'exosquelette n'est pas réduit à ses seules applications militaires et médicales, quoique celles ci en soient les plus fréquemment médiatisées.

Un exosquelette est parfois utilisé dans tous domaines où la performance physique et/ou opérationnelle d'un individu est essentielle à la réussite d'un objectif. Il faut savoir qu'un exosquelette n'a pas les mêmes limites qu'une combinaison de protection classique : L'équipement transporté dépend seulement de son intégration à la combinaison ainsi qu'à son interface, par nature, le poids n'a qu'une importance secondaire pour un système dont l'objectif premier est l'augmentation de la force.

Les champs d'applications envisageables sont les suivant :

Pour la police et les services d'ordre

Dans le cadre policier il servirait à diminuer le risque encouru par un agent des forces de l'ordre (blindage, vitesse, force, perceptions accrues), tout en limitant les risques de dommages collatéraux. Un agent d'intervention équipé d'un tel système serait en mesure d'obtenir les résultats d'un collègue non équipé avec une fatigue moindre, une plus grande rapidité mais également de parvenir à résister à la majorité des assauts.

Enfin, les capacités de perceptions, couplé à un ordinateur d'analyse d'images peuvent permettre à terme de reconnaître les armes dans une foule, les explosifs, mais aussi la majorité des dangers contre lesquels sont généralement confrontés les forces de l'ordre dans leurs opérations.

Pour les pompiers et les soldats du feu

Il est fréquemment oublié que les pompiers ou les soldats du feu courent au moins tout autant de risques en interventions que les services de polices, néanmoins, leurs demandes ne sont pas les mêmes. Dans ce cadre, l'exosquelette servirait à perfectionner la force physique, la vitesse de l'individu, ses capacités de réactions. Ajouté à cela une défense accru contre les hautes températures et un ordinateur de gestion de crise.

Les principaux avantages d'un exosquelette sont cités ci-dessous :

Les potentialités concernent aussi la majorité des autres opérations auquel un soldat du feu peut être confronté dans son travail.

Dans le bâtiment

Le domaine du bâtiment est sérieusement envisagé dans les applications envisageable de l'exosquelette robotisé, essentiellement grâce à l'augmentation de la force et de la précision, indispensable sur un chantier, et fréquemment dans des conditions rendant complexe l'emploi d'une machine plus volumineuse. Ainsi, le travail sur gros œuvre, en tunnel, la réparation de sites contaminés, mais également l'usage d'outils complexes en situation inconfortable (faible luminosité, basse ou haute pression, environnement à risque) sont tout autant d'outils qui sont applicables immédiatement dans le domaine du bâtiment.

Dans le sport

Un exosquelette dispose de l'avantage non négligeable d'offrir une grande force à l'utilisateur, donnant la possibilité ainsi le transport d'un blindage qui normalement entraverait gravement les mouvements. Ce blindage et cette force peuvent avoir une application non-conventionnelle dans le domaine du sport. Les arts martiaux les plus dangereux deviendrait immédiatement sans risque en compétition, même en cas d'accident. Certains sport pourrait émerger avec l'appui d'une «invulnérabilité presque idéale». Mais en particulier car un exosquelette est une machine, et comme l'ensemble des machines, il peut être soumis au tuning et être sujet à de nombreuses modifications esthétiques qui pourrait en faire un objet courant dans de nombreux domaines.

Ce côté esthétique pourrait rendre cet outil particulièrement utile dans les exhibitions sportives, culturelles et la majorité des arts où la représentation est importante (cinéma, théâtre, etc).

Pour le grand public

L'exosquelette est un outil qui peut avoir vocation à être utilisé par un public plus large. Sans nécessairement avoir la force des modèles militaires et professionnels, il est idéalement envisageable de voir arriver un jour des modèles grand public. Ils serviraient alors à :

Enfin, dans un domaine bien plus hypothétique et théorique :

Quoiqu'encore fréquemment largement théorique, l'application grand public de l'exosquelette robotisé reste envisageable, par le fait qu'il augmente largement les facultés d'un client (force, endurance, vitesse), ses perceptions (vision, ouïe) mais également ses capacités à contrôler ainsi qu'à transporter un ordinateur puissant sur lui (interface homme-machine). Enfin, le dernier point est que comme machine, il peut être personnalisé, ce qui est un argument de vente acceptable. Cumulés, ces arguments pourraient un jour trouver un public hors du domaine d'application envisagé aujourd'hui.

XOS
Icône de détail Article détaillé : XOS.

La DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency) est un des premiers organismes a avoir travaillé sur les exosquelettes motorisés. Il s'agissait de pouvoir favoriser le travail des militaires sur les zones de combat. Les premiers prototypes réalisés utilisaient le plus souvent une source d'énergie externe et un défi important consistait à pouvoir embarquer cette source d'énergie pour rendre autonome le système. En 2000, la DARPA a mis en concurrence seize sociétés pour sélectionner un exosquelette à tester en 2008. Le projet retenu est celui mis au point par la société Sarcos qui a depuis été acquise par Raytheon. Le premier prototype de Sarcos est nommé XOS[1].

HAL

Icône de détail Article détaillé : HAL (Hybrid Assistive Limb) .

La société japonaise Cyberdine, une spin-off de l'université de Tsukuba, a développé un exosquelette motorisé conçu pour aider les personnes ayant des difficultés à se mouvoir (personnes âgées ou handicapés moteurs), dénommé HAL (Hybrid Assistive Limb) . Le modèle HAL-5 est prêt à être commercialisé en 2008 sous la marque Robot Suit HAL[2].

Probex

En France, la société Wotan Systems a été créée en 2004 pour développer des exosquelettes de compensation du handicap. Ses premiers projets concernent des exosquelettes de membres supérieurs dénommés Probex.

ReWalk

la société israëlienne Argo Medical Technologies a développé un exosquelette motorisé léger, appelé ReWalk, dont l'objectif est de permettre aux paraplégiques de marcher. ReWalk possède des attelles articulées qui viennent s'attacher sur les membres inférieurs de l'utilisateur et un sac dorsal qui contient le dispositif de contrôle[3]. Un capteur est positionné sur le torse de l'utilisateur, il détecte l'angle du torse et pilote les jambes vers l'avant ou l'arrière pour maintenir l'équilibre du corps.

Dans la fiction

Le principe de l'exosquelette est fréquemment utilisé dans les œuvres de science-fiction, en particulier dans les jeux vidéo. Les premières apparitions d'un tel équipement peuvent être décelées dans le roman de science-fiction «Patrouille galactique» (Galactic Patrol) rédigé en 1937 par E. E. Smith ou encore dans le célèbre Starship Troopers (1959) de Robert A. Heinlein. Mais en remontant plus loin dans le passé, on peut aussi évoquer les contes de Charles Perrault dans lesquels certains personnages, comme le Petit Poucet, utilisent des bottes de sept lieues, un équipement imaginaire qui s'adapte automatiquement en taille à son utilisateur et qui permet d'augmenter énormément la distance parcourue à chaque pas. De la même façon, les ailes artificielles de Dédale et d'Icare sont aussi révélatrices des rêves anciens d'amélioration du corps humain.

Parmi les héros de science-fiction qui utilisent des exosquelettes motorisés, un des plus connus est sans doute Iron Man, le héros de bande dessinée créé en 1963 par Stan Lee pour Marvel Comics et qui a été adapté au cinéma en 2008 par Jon Favreau. Les "APU" visibles dans le second et troisième volet de la trilogie Matrix, mais aussi les robots de charge utilisés dans Aliens le retour, peuvent aussi être classé dans lacatégorie des exosquelette motorisés.

A noter aussi de nombreux dispositifs exosquelettiques dans les jeux video : A titre d'exemple, dans la série Metroid La chasseuse de primes Samus Aran jouit d'une combinaison robotique extrêmement performante, qui en plus de perfectionner ses fonctions physiologiques, lui confère un armement diversifié et particulièrement puissant, un dispositif d'analyse universel informatisé, mais aussi des fonctions d'interaction environnementale perfectionnée (module anti-gravité, grappin magnétique, etc), grâce à un dispositif cybernetique d'intégration moléculaire de toute type de technologie.

L'exosquelette ne doit pas être confondu avec le Mécha japonais ou autres variantes, qu'on peut voir dans de nombreux animes et mangas comme Neon Genesis Evangelion ou Gundam, qui même s'ils sont une évolution du concept, n'en ont pas les caractéristiques. En effet, à l'endroit où un exosquelette perfectionne l'utilisateur en se superposant à ses mouvements et en l'appuyant avec outils d'interface immersive. Un Mécha est piloté, c'est par conséquent un véhicule, plus précisement un véhicule robotisé soit humanoïde soit anthropomorphe.

La saga Metal Gear Solid en fait aussi de habituelles allusions, via Franck Jæger, robotisé apres avoir été ramené a la vie par des drogues an 2001. Le second épisode met en scène des soldats perfectionnés, non par le génie génitique, mais par ces exo-squelettes. Snake eater, pour éviter un anachronisme trop frappant, reprend cette idée avec les camouflages (apportant endurance, invisibilité presque totale, ... ). Le dernier opus présente cette armure, d'autre part répandue dans énormément de milices, comme palliatif au corps de Snake, vieillissant et affaibli par Foxdie.

Liens externes

Notes et références

  1. (en) Gregory Mone, Building the Real Iron Man, article publié dans le numéro de mars 2008 de la revue Popular Science, (disponible en ligne)
  2. (en) Présentation commerciale de HAL sur le site web officiel de Cyberdine
  3. (en) Ranit Mishori, A Human Exoskeleton, article publié sur le site du Washington Post le 06/05/2008 (disponible en ligne)

Recherche sur Amazone (livres) :




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