Les exosquelettes ont révolutionné le monde médical, professionnel et militaire depuis plusieurs années. Néanmoins, et depuis peu, on en parle plus souvent. L’exosquelette est devenu plus disponible et s’ouvre à un public plus large. Cette solution est disponible pour contrer tous les problèmes de mobilité. Il permet également d’augmenter la productivité. Ce dispositif, robotisé ou non, a fait un énorme pas au niveau technologique avec des modèles de plus en plus performants. Bien que nous soyons loin de la science-fiction, l’exosquelette est LA preuve que le progrès humain n’arrête pas de nous étonner.
Mais alors qu’est-ce qu’un exosquelette ? Quelle est la définition de l’exosquelette ? Et quelle est son importance dans le monde d’aujourd’hui ? Restez avec nous, car nous allons vous dévoiler tout ce qui concerne cette carapace robotisée en passe de devenir le succès tant attendu.
Définition de l’exosquelette et les principes de base à connaître
L’exosquelette a une grande place dans le quotidien de milliers de personnes. Pourtant, l’idée vient de loin, de très loin même. Puisque sa création est à la base calquée sur le fonctionnement des invertébrés.
L’exosquelette et le règne animal
Par définition, l’exosquelette, ou ce que l’on peut appeler aussi le squelette externe, désigne une partie anatomique se situant à l’extérieur pour venir protéger l’organisme qui l’abrite. Très présent dans la nature et autour de nous, l’exosquelette existe chez certains arthropodes (à l’instar des insectes et des crustacés) et chez les mollusques.
À vrai dire, la partie dorsale de l’exosquelette est ce qu’on peut également appeler la carapace, celle que nous connaissons bien.
Comparativement à l’exosquelette, on retrouve l’endosquelette, qui est, lui, le squelette interne du corps existant chez l’être humain, chez les animaux, de même que chez les métazoaires (c’est le cas de l’oursin, des éponges de mer et de l’étoile de mer). Ça, c’est pour l’une définition de l’exosquelette d’un point de vue anatomique.
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L’exosquelette robotique
D’un point de vue robotique, la définition de l’exosquelette diffère. Et pour cause, nous sommes en face d’une forme unique de robots qui sont directement destinés à améliorer la mobilité et à imiter les mouvements du corps humain dans une perspective médicale, professionnelle et militaire.
En effet, ils servent à fournir un soutien au mouvement humain. Ces dispositifs robotisés portables combinent, pour fonctionner, plusieurs principes et présentent des similitudes avec celui de notre corps. Cette structure mécanique articulée est, comme le squelette humain, composée d’articulations qui viennent apporter du mouvement à la personne qui la porte.
Si on regarde mieux, on peut remarquer que chaque articulation de l’exosquelette imite celle du corps humain.
De plus, elle est localisée aux mêmes endroits. C’est pour cela que les articulations de notre dispositif sont placées aux épaules, aux hanches, aux coudes et aux genoux. Cela va en fait assurer une meilleure compatibilité biomécanique.
En vérité, la science et la technologie se fondent sur le modèle d’exosquelettes naturels pour créer d’autres versions artificielles ou robotisées qui pourront venir pallier les nombreuses insuffisances en matière de motricité chez l’être humain.
Fonctionnement généralisé de l’exosquelette
Maintenant que la définition de l’exosquelette est claire, il est temps de passer à son fonctionnement.
L’exosquelette marche grâce à des impulsions en guise de muscles placés au niveau des articulations. Par la suite, ils vont être commandés par des moteurs électriques qui vont produire plusieurs efforts variés. Les moteurs peuvent soit ordonner un mouvement, soit équilibrer le dispositif robotisé s’il doit être utilisé dans le port de charges lourdes.
Enfin, et pour terminer, les capteurs localisés sur l’exosquelette vont venir recueillir des données sur la rotation, l’accélération, la position et sur la vitesse pour permettre à l’ordinateur portable de piloter les actionneurs.
En réalité, l’exosquelette fonctionne grâce à un calcul ingénieux des rapports de force selon l’action souhaitée.
Les types d’exosquelettes
De l’eau a coulé sous les ponts depuis la mise en circulation des premiers exosquelettes. Les premiers prototypes étaient mécaniques, mais avec le temps, ils ont laissé une grande place aux modèles plus performants et plus modernes. Cependant, les prototypes mécaniques sont toujours disponibles sur le marché. On peut citer par exemple l’exosquelette Mojo et l’Archelis FXS.
Pour ce qui est des types d’exosquelettes, sur en relève deux : l’exosquelette passif et l’exosquelette actif.
Exosquelettes passifs
L’exosquelette passif est un dispositif mécanique qui fonctionne sans moteur. Le mécanisme dont il est équipé permet de récupérer et de restituer l’énergie mécanique. Et bien qu’il ne possède pas toutes les fonctionnalités de l’exosquelette actif, il n’en demeure pas moins un dispositif utile qui aide les employés à porter de lourdes charges et à effectuer des gestes répétitifs.
De plus, il permet de garder aussi longtemps que possible des postures inconfortables, ce qui n’aurait pas été le cas sans cet exosquelette.
Exosquelettes actifs
Les exosquelettes actifs ou exosquelettes motorisés sont un prototype plus évolué que le modèle passif. En effet, il est doté de plus d’articulations et marche à diverses sources d’énergie ; on ajoutera une composante informatique et électronique complexe.
L’utilisateur de ce type d’exosquelette voit sa force renforcée, mais augmente également la vitesse et la mobilité.
Les exosquelettes selon la zone du corps
Ces dispositifs concernent une partie du corps, voire la totalité.
Exosquelettes du corps entier
L’exosquelette intégral qui enveloppe le corps entier est rare et reste destiné à un usage militaire sur le terrain. Leur ambition est d’augmenter la force du corps entier, de réduire la fatigue musculaire et d’aider à porter des charges assez lourdes. D’une manière générale, c’est l’objectif initial de l’exosquelette en milieu militaire et industriel.
Exosquelettes des membres supérieurs
Leur nom nous donne un aperçu de leur destination. L’exosquelette des membres supérieurs vient soutenir les bras de même que le torse selon l’utilisation. Ce type de dispositif possède des articulations au niveau des épaules, des coudes, des poignets et, dans une autre mesure, au niveau des doigts.
Leur utilisation est employée dans le milieu médical, industriel et militaire pour rééduquer les membres supérieurs de l’être humain suite à une blessure ou à une maladie et pour augmenter la force.
Exosquelettes des membres inférieurs
Ce sont certes les plus répandus dans le cercle médical pour assister à la marche et dans le cas d’une rééducation. Leur configuration est propice au soutien des membres inférieurs comme les hanches, les genoux et les chevilles. Ils peuvent aussi couvrir, et c’est ça leur principal avantage, plusieurs articulations à la fois.
Les personnes souffrant de problèmes de mobilité, de gonarthrose, de paralysie et de blessures de la moelle épinière sont les plus concernées. Grâce à eux, des milliers de personnes ont pu remarcher et ont vu leur équilibre et leur force musculaire progresser.
Applications et usages
L’un des principaux bénéfices des exosquelettes est qu’ils ressemblent à des caméléons. En effet, ils sont utilisés dans divers domaines, bien que leur objectif reste toujours le même, à une différence près, et c’est ce que nous allons voir.
Dans le domaine médical
L’exosquelette apporte de l’espoir aux personnes en situation de handicap. Cette phrase, nous l’avons maintes fois entendue, et pourtant, elle est très proche de la vérité. Ce dispositif motorisé ou passif accompagne au quotidien les personnes atteintes d’un handicap moteur en les aidant à reprendre le contrôle des mouvements sur le corps.
Cette démarche technologique est une avancée majeure pour améliorer le quotidien de milliers de personnes. D’autant plus qu’en dehors de ses atouts sur le plan de la mobilité, l’exosquelette joue un rôle en affectant de manière positive la psychologie et la santé mentale des patients. C’est un véritable émerveillement pour des personnes qui ont perdu l’espoir de remarcher à vie.
Ce n’est pas tout, puisque même le personnel soignant est concerné par l’utilisation de l’exosquelette sur son lieu de travail. Et pour cause, il n’est pas toujours facile pour eux de déplacer quotidiennement les patients avec une atteinte de mobilité. Ces gestes se répètent chaque jour et affectent considérablement leur santé. En effet, le dos en prend un coup, de même que les bras.
Le résultat ? Une lombalgie, des tendinites qui nécessitent un arrêt de travail et des douleurs au quotidien. L’exosquelette vient les soulager en les allégeant des charges lourdes et en particulier de la fatigue et les efforts.
Le secteur industriel
Le secteur industriel n’est pas exempté de port de charges lourdes, d’efforts et de fatigue tout au long de la journée. C’est là que l’exosquelette intervient. Ces dispositifs de manutention sont la solution innovante, qu’ils soient mécaniques ou motorisés. Leur conception est basée sur des structures en matériaux légers tels que l’aluminium ou même la fibre de carbone.
Leurs avantages résident dans :
- La réduction des troubles musculo-squelettiques ;
- La diminution de la fatigue ;
- La sécurité et le bien-être au travail ;
- Leur facilité d’adaptation et d’utilisation.
Les secteurs où règnent les exosquelettes industrielles, sont la logistique et les entrepôts, mais également le BTP, l’agroalimentaire et l’industrie automobile.
L’exosquelette pour applications militaires
Le domaine militaire n’est pas en reste, puisqu’il bénéficie lui aussi des avantages de notre dispositif. Il ne faut tout de même pas oublier que ce sont les militaires qui ont mis au point le premier exosquelette.
N’empêche que ses atouts sont considérables dans ce secteur. En effet, en dehors de l’amélioration de la force et de l’endurance lors de charges lourdes sur de longues distances. L’exosquelette militaire permet :
- Un meilleur soutien des armes lourdes et une meilleure manipulation ;
- De réduire la fatigue et le coût du transport pour améliorer l’endurance des soldats ;
- La capacité de franchir les escaliers est plus aisée, tout comme les pentes et les terrains accidentés ;
- La charge des muscles des jambes est nettement réduite.
Enfin, n’oublions pas que l’exosquelette prend en charge l’alignement orthopédique afin de répartir le poids de manière uniforme. Il maintient aussi le système squelettique pour éviter les surcharges ainsi que les blessures dues à la pression.
L’exosquelette dans le domaine sportif
L’exosquelette est un véritable atout qui apporte de nombreux avantages aux sportifs toutes disciplines confondues. Grâce à ce dispositif technique et technologique, les sportifs peuvent désormais accomplir de nombreux exploits. Et pour cause, les performances physiques sont réellement améliorées, en permettant à chaque athlète de courir plus vite et de sauter plus haut.
Et ce n’est un secret pour personne, les sportifs sont soumis à de nombreuses blessures. C’est chose finie, puisque l’exosquelette réduit les risques de blessures et de traumatismes dans les sports à fort impact.
Ainsi, et il ne faut pas l’oublier, la rééducation des sportifs est simplifiée et ces derniers pourront retrouver l’usage optimal de leurs membres beaucoup plus rapidement avant de reprendre les entraînements.
Les exosquelettes sportifs sont notamment utilisés dans l’athlétisme, dans le ski et dans les sports paralympiques.
Conclusion
En résumé, l’exosquelette n’a pas fini de faire parler de lui. En effet, les avancées sont toujours en cours afin de trouver des solutions encore plus innovantes pour les exosquelettes, tous domaines d’application confondus.
Cette innovation a le potentiel de simplifier la vie de millions de personnes en diminuant les troubles musculo-squelettiques (TMS) et les blessures, en augmentant leur puissance et leur endurance, ainsi qu’en optimisant leur mobilité, tout cela sans douleur ni effort.
L’avenir des exosquelettes vous intéresse ? Rendez-vous sur la page d’accueil d’Exosquelette pour y découvrir d’autres innovations.
