Un exosquelette robotique s’adapte aux porteurs pour les aider à marcher plus vite
Les données générées par la botte sont introduites dans un modèle d’apprentissage automatique, qui à son tour règle l’appareil pour personnaliser son support, en appliquant une force à la cheville pour remplacer une partie de la fonction du muscle du mollet et en aidant le porteur à pousser sur le sol tout en faire un pas. Cela permet de marcher plus vite et avec moins d’effort. Il ne faut qu’une heure au modèle pour commencer à personnaliser la façon dont l’appareil assiste le porteur, et comme il apprend constamment à partir des données du capteur, l’appareil peut s’adapter au fil du temps au fur et à mesure que la marche du porteur change.
L’équipe a découvert que l’appareil entraînait une augmentation de 9 % de la vitesse de marche et une réduction de 17 % de l’énergie dépensée en marchant naturellement, par rapport à la marche avec des chaussures normales. Leurs découvertes sont décrites dans un article paru dans Nature aujourd’hui. Lorsqu’il a été testé par rapport à d’autres appareils comparables sur un tapis roulant, l’exosquelette a fourni environ deux fois la réduction de l’effort. Les chercheurs ont comparé l’économie d’énergie et l’augmentation de la vitesse au retrait d’un sac à dos de 30 livres.
Bien que les exosquelettes de soutien existent depuis des années, ils sont difficiles à adapter au porteur individuel car ils sont souvent volumineux et encombrants. Leur succès s’est largement limité aux tapis roulants à l’intérieur des laboratoires, et ils sont chers. L’exosquelette des équipes de Stanford est beaucoup plus petit que les autres sur le marché et, surtout, plus facile à transporter.
C’est la première fois qu’un exosquelette démontre la capacité d’économiser l’énergie humaine dans des conditions réelles, affirment les chercheurs. Ils sont optimistes que cela pourrait aider les personnes âgées à mobilité réduite ou les personnes souffrant de problèmes musculaires à se déplacer plus librement.
L’équipe devrait être en mesure d’amener le produit sur un marché de masse à terme, déclare Kaspar Althoefer, directeur du Centre for Advanced Robotics de l’Université Queen Mary de Londres, qui n’a pas participé à l’étude.
Ce serait très utile pour ceux qui ne sont peut-être plus aussi forts et qui veulent marcher un peu plus loin, dit-il.
Les auteurs du rapport lancent des études axées sur l’aide aux personnes âgées, et ils pensent que le prototype d’appareil pourrait être développé en un produit commercial qui pourrait idéalement aider les gens dans leurs activités quotidiennes.
Nous espérions que ce serait un peu comme les vélos électriques, déclare Patrick Slade, qui a travaillé sur l’exosquelette en tant que doctorant. Il ne fait pas tout le travail pour vous, mais il atteint un niveau d’effort avec lequel les gens sont à l’aise.