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LES EXOSQUELETTES : « citus, altus, fortus »

 
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 NEOWIZE
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 PostPosted: 25/11/2006 21:42:51    Post subject: LES EXOSQUELETTES : « citus, altus, fortus » Reply with quote

LES EXOSQUELETTES : « citus, altus, fortus » (plus vite, plus haut, plus fort : devise des Jeux Olympiques)

Inspirés par le monde animal, les scientifiques peuvent désormais nous plonger dans ces mondes fantastiques analogues aux mangas, là où des soldats évoluent en pilotant d’énormes robots : des structures anthropomorphiques artificielles repoussant toujours plus loin nos limites physiques, on les appelle : les « exosquelettes ».
L’homme n’a pourtant pas inventé les exosquelettes, certains animaux comme les scorpions ou les crabs ont développé des squelettes externes pour se protéger des agressions du monde extérieur. C’est sur ce principe que les chercheurs ont innové et conçu ces « combinaisons robotisées », des prothèses externes couplant capteurs, muscles artificiels et informatique, permettant d’amplifier la force naturelle des individus. Avec des applications tant militaires que médicales, il semble bien que ce système devienne incontournable pour les soldats du futur, comme pour redonner la mobilité à ceux qui l’ont perdue.

Il y a 540 millions d’années, le succès évolutif des exosquelettes chez les arthropodes (famille la plus prolifique et la plus diversifiée du monde animal), fut sans précédant. Elle offrait à la fois un appui rigide au travail musculaire et une armure de combat des plus efficaces… L’unique problème, en plus de son poids important, était que l’armure devait croître avec le volume corporel : c’est ce qui limita la taille de nombreuses espèces comme les araignées de mer géantes par exemple…

Un exosquelette ou « squelette externe » est une structure en métal ou plastique, fixée sur les principaux segments du corps comme le bassin, les cuisses, les jambes, les bras, … Qui aurait cru que des muscles artificiels et des vêtements pourraient augmenter notre force physique ?

Cette technologie semble déjà être promise à un avenir plus que prometteur dans le secteur militaire : le ministère de la défense américain a, d’ores et déjà, engagé un programme de 50 millions de dollars pour mettre au point l’armure robotisée qui équipera les marins du futur… Elle leur permettrait de marcher une journée entière à 15 Km/h avec un paquetage de 100 kg sur le dos, assurent les promoteurs du projet. Le principal problème étant la difficulté de trouver une source d’énergie puissante, suffisamment légère et discrète… Les chercheurs pensent utiliser le potentiel des futures piles à combustibles.
Dans la même idée de faciliter les déplacements et le transport de matériel, Shunji Moromugi de l’université de Nagasaki a développé un « power pants » (pantalon propulseur) permettant de porter des charges bien plus lourdes en se fatiguant beaucoup moins.
De même, le laboratoire d’ingénierie humaine et de robotique de l’université de Berkeley en Californie a mis au point un modèle d’exosquelette de membres inférieurs, le Bleex (Berkeley Lower Extremity Exoskeleton), permettant déjà de marcher avec 35 kg de charge utile (en plus des 40 kg du système) sans que le porteur ne ressente plus de 2 kg. Le second prototype prétend même doubler la charge utile en divisant le poids du système par deux, l’idéal pour des soldats transportant des paquetages encombrants sur de longues distances…

En plus de pouvoir amplifier la force d’une personne valide, les exosquelettes peuvent aussi multiplier les faibles forces des handicapés moteurs et des personnes âgées : pas moins de 8 millions de personnes rien qu’en France selon l’Insee ! En plus des systèmes de membres inférieurs, il existe des prototypes de membres supérieurs fixés sur fauteuil roulant : L’entreprise Wotan Système de l’université de Lyon permet à un handicapé capable de porter un poids de 50 grammes (masse d’une gomme), de manipuler une masse de 1 à 2 kg en plus de la masse du bras. Ici, la difficulté principale reste le respect des degrés de liberté des articulations humaines, en prenant en compte que tous les axes de rotations soient déportés vers l’extérieur ! Une articulation aussi complexe que l’épaule devient alors un véritable casse-tête si on souhaite éviter les blessures…

Malgré l’ancienneté du concept, ce n’est que très récemment, grâce à l’évolution des technologies en matière d’électronique, que toutes ces prouesses ont été rendues possibles. Techniquement, une batterie de capteurs détecte les mouvements de l’utilisateur et les transmet à un centre de calcul intégré à l’exosquelette. Des algorithmes préprogrammés calculent alors la réponse à donner en envoyant des ordres aux muscles artificiels pour amplifier l’effort originel. La principale difficulté pour la marche réside dans l’indispensable nécessité de minimiser le temps de retour afin d’éviter les problèmes de désynchronisation et la perte d’équilibre. De plus, les algorithmes doivent savoir distinguer et ignorer les mouvements réflexes involontaires de l’utilisateur.
Des exosquelettes de bras ultra-légers destinés à l’industrie ont été conçus par le « Service de robotique et des systèmes interactifs » du CEA, et seraient utilisés pour restituer l’effort de résistance offert par des objets virtuels existant uniquement dans des espaces de réalité augmentée…

Les projets les plus ambitieux émanant de la fusion entre la robotique et les neurosciences envisagent le contrôle d’un exosquelette ou d’un membre robotisé, en récupérant directement l’influx nerveux à la source : au centre du système nerveux, situé au sein de ce système cybernétique ultra-complexe qu’est le cerveau… C’est l’enjeux des B.C.I.

« L’homo-cybernéticus » ou homme « neuronique » semble posséder la capacité de s’émanciper de son propre corps, se liant intimement à l’électronique d’une façon aussi surprenante que naturelle dans l’émergence des nouveaux cyborgs… L’émancipation humaine liée à un accès instantané à la culture planétaire serait alors possible grâce à des interfaces de plus en plus performant comme les systèmes de réalité augmentée, les B.C.I. , Red Tacton ... L’homme pourrait alors interagir par la simple volonté avec le système nerveux virtuel de la planète : Internet, ainsi qu’avec tous les systèmes informatiques omniprésents dans notre environnement technologique et ceci, en replaçant toujours l’individu au centre de ce Nouvel Univers Cybernétique.
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 PostPosted: 25/11/2006 21:42:51    Post subject: Publicité

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