La recherche au niveau international et local.

La recherche dans le milieu des exosquelettes est devenue ces dernières années grâce aux avancées de la technologie, de plus en plus populaire, et attire de plus en plus de chercheurs. Nous allons ici voir comment se présente la recherche au niveau de la région de Toulouse, au niveau national puis au niveau international.

• La recherche dans la région de Toulouse.

Contrairement à la recherche sur la robotique, la recherche en termes d’exosquelettes au niveau de Toulouse est inexistante.

 

• Au niveau national.

Ici la recherche est plus importante et fait partie d’une des meilleures au monde avec notamment avec en tête la firme RB3D (qui regroupe seulement 10 personnes) et son exosquelette Hercule qui a l’avantage de n’avoir aucun capteurs, permettant de l’équiper facilement.

 

• Au niveau international.

L’exosquelette italien, dont nous n’avons pas parlé sur le blog.

La recherche au niveau international est encore plus importante, bien que regroupant peu de pays. On trouve, parmi les plus actifs le Japon, les USA, la France, Israël et l’Italie. Chacun de ces pays présente un ou plusieurs exosquelettes (on pense surtout aux USA et au Japon…), tous ayant une particularité. L’exosquelette israélien permet aux paraplégiques de marcher, les exosquelettes américains sont plus orientés vers le secteur militaire et de la construction et le français innove car il ne nécessite pas de capteurs.

 

 

Programmation et exosquelettes.

L’exosquelette eLegs.

Après tout ce que l’on a vu, il est légitime de se demander comment sont régis les mouvements d’un exosquelette, car il est clair qu’il ne bouge pas tout seul. On sait qu’il y a le plus souvent des capteurs, mais après, comment est traitée l’information?

L’information est en fait traitée par des algorithmes, des programmes informatiques, qui recevront une information (venant par exemple des capteurs) et enverront une réponse adéquate en conséquence. Le problème sera que le programme ne réagira qu’à des stimuli connus, il faudra donc que l’utilisateur produise le bon mouvement au bon moment. Par exemple, si par inadvertance l’utilisateur fait un mouvement, l’information sera traitée et l’exosquelette fera le mouvement adapté. Ce genre de programmes font que l’exosquelette ne s’adapte pas à l’utilisateur, il réagira toujours de la même façon face aux stimuli, ce qui peut être gênant pour des personnes n’ayant plus l’usage des jambes.

Certains ont partiellement pallier ce problème avec l’ajout d’intelligences artificielles dans le programme, ce dernier pourra alors “apprendre” et s’adapter à l’utilisateur. L’exosquelette reconnaîtra les mouvements types que l’utilisateur tout en sachant quelle réponse attend ce dernier. Cela permet donc de se déplacer plus fluidement, avec plus de facilités aussi car l’exosquelette ne se contentera plus d’agir face à des stimuli types, mais faces à ceux que l’utilisateur fait habituellement pour tel ou tel mouvement, il prévoira même les intentions! L’exemple d’exosquelette intégrant une intelligence artificielle est le eLegs de Berkeley Bionics, qui a justement la particularité de faire marcher des paraplégiques à une vitesse moyenne de 3km/h. Pour atteindre un tel résultat l’ajout d’une intelligence artificielle était nécessaire.

 

 

 

Travailler au milieu des exosquelettes

C’est un domaine qui est assez récent, et commence à croitre. Ce sont les ingénieurs en informatique qui sont à l’origine des algorithmes relatif au bon fonctionnement des exosquelettes.  Les ingénieurs en robotique s’occupe de l’assemblage de l’exosquelette, c’est à dire tout mettre en place pour une utilisation optimale de l’exosquelette. Les chercheurs permettent des nouvelles avancées techniques et d’optimiser les exosquelettes. Ils trouvent des nouveaux moyens de contrôler les exosquelettes et réfléchissent à de nouvelles fonctions etc. La plupart des personnes impliquées dans la création des exosquelettes ont des notions voir des maîtrise dans plusieurs domaine, robotique et algorithmique par exemple pour faciliter les tâches.

La formation pour devenir ingénieur est comme celui pour devenir ingénieur en informatique, il faut un bac+5 et il est fortement recommandé de passer par une école, tel que l’École Nationale Supérieure des Techniques Avancées (ENSTA) pour la robotique.  Pour être chercheur il faut avoir un doctorat en informatique généralement, et avoir participé a une formation d’école d’ingénieur.

Les débouchés quand il s’agit d’exosquelettes ne sont pas très nombreux, il commence a en avoir de plus en plus mais c’est encore au stade initial donc il n’existe pas beaucoup d’entreprises et donc par conséquent pas beaucoup de débouchés. Mais ce domaine est relativement nouveau donc il va falloir un peu de temps avant que cela porte ses fruits et en ce moment il y aura beaucoup de débouchés mais pour le moment il faut être très performant avant de travailler au milieu des exosquelettes.

Les exosquelettes militaires.

De nombreux exosquelettes sont la création d’ingénieurs et de chercheurs travaillant pour le compte d’un état et souvent de ses forces armées. Le but est, avec ces exosquelettes, de permettre aux soldats de se mouvoir plus facilement, tout en portant une importante charge dans le dos, mais aussi plus rapidement et sans se fatiguer. Certains sont armés et transforme le soldat qui le porte en véritable machine à tuer, mais certains servent en plus à rendre plus résistants tel le ferait l’armure d’un chevalier du moyen-âge.

• Hercule, l’exosquelette français.

Cet exosquelette, conçu par la PME RB3D, voit sa concetption être soutenue financièrement par le ministère de la Défense via le dispositif RAPID.

Cet exosquelette est une première européenne, et en plus d’avoir des applications militaires (pour les artilleurs et les fantassins), il en a aussi dans le secteur civil (dans le secteur médical, la sécurité ou la logistique par exemple), le rendant ainsi polyvalent et plus rentable à l’avenir. Il permet d’assister le soldat dans ses mouvements et le transports de charges lourdes. Il présente d’ailleurs de nombreux avantages par rapport à ses homologues japonais et américains comme une grande autonomie, une grande fluidité dans les mouvements et l’absence de capteurs permettant ainsi à l’utilisateur de l’équiper facilement.

Il ne reste donc plus qu’à le voir en action, car il reste encore aujourd’hui un prototype qui attend de nouvelles évolutions avant sa version définitive comme une meilleure assistance pour les bras.

Un exosquelette Hercule en pleine action.

 

 

• Le XOS 2, un exosquelette américain.

L’exemple américain que j’ai choisi est l’exosquelette militaire XOS2 développé par le fabricant spécialisé dans la conception de systèmes de défenses Raytheon.

La combinaison robotique de cet exosquelette ne dépasse pas 10 kg et permet à l’utilisateur de porter jusqu’à trois fois son poids et consomme assez peu. Il permet même de briser jusqu’à 10 centimètres de bois et de porter un obus d’artillerie pesant 90kg!

Des applications dans la construction ont été aussi imaginées et selon ses constructeurs, un ouvrier pourvu d’un tel exosquelette serait aussi performant que trois ouvriers lambda.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

En conclusion, on remarque donc qu’il y a ce qui ressemble à une “course à l’armement “en matière d’exosquelette, notamment entre l’armée française et l’armée américaine. Les deux cherchent à avoir le meilleur exosquelette afin de montrer sa supériorité technologique. Différemment à ce que l’on observait par le passé, l’application militaire n’est plus la seule priorité du fait que l’on cherche aussi des applications dans le civil.

Dans les jeux vidéos.

Les exosquelettes aujourd’hui ne sont encore qu’au stade de prototypes, mais les progrès de la technologie font que leur présence dans le futur nous paraît de plu en plus probable, voire nécessaire pour certaines tâches. Il y a notamment de plus en plus de démonstration faites par les constructeurs d’exosquelettes faisant ainsi naître de nombreuses chez certaines personnes à l’imagination débordante. Nous allons ici nous intéresser à ce qui a été imaginé en termes d’exosquelettes dans le monde du jeu vidéo.

 

• Metroid.

L’univers de Metroid englobe une série de jeux vidéos à succès crée en 1987,  où l’héroïne Samus Aran évolue dans un univers de science fiction. Cette dernière étant une chasseuse de prime intergalactique, chassant la plupart du temps des aliens sur des planètes aux environnements hostiles, elle requiert l’assistance d’un exosquelette motorisé la protégeant des attaques de ses adversaires, des radiations, des hautes températures, des chutes etc… Son exosquelette lui permet aussi de se mettre en boule afin de passer dans des conduits ou d’autres endroits étroits, de sauter plus haut et est équipés d’armes destructrices. Cet exosquelette réunit tout ce que recherche les ingénieurs en termes d’avancées en la matière.

L’évolution de l’exosquelette chronologiquement. Il existe donc de nombreuses variantes de cet exosquelette, plus ou moins avancées (c’est à dire avec de nouveaux équipements), dans l’univers du jeu.

•  Fallout.

L’armure assistée en question.

Fallout est une série de jeux vidéos prenant place dans un univers post-apocalyptique où le monde a été ravagé par une guerre nucléaire entre la Chine et les USA. Dans ces jeux, le joueur croise parfois des chevaliers de la confrérie de l’Acier revêtant ce qu’ils appellent une armure assistée. Cette dernière n’est ni plus ni moins un exosquelette, qui rend ces chevaliers insensibles aux armes à feu classiques, augmentant leur force et leur endurance. Il ne faut pas oublier que ces armures les protègent assez bien contre les radiations peu élevées, qui sont pléthores dans le monde du jeu. Le gros problème de ces armures est qu’elles nécessitent que l’utilisateur soit spécialement entrainé alors que l’on chercherait plutôt dans la réalité à ce que n’importe qui puissent s’en servir.

 

 

 

 

Exosquelettes dans le civil

Exosquelette Hal de Cyberdyne

Il y a de nombreux exemples d’exosquelettes dans le cadre militaire, tel que l’Hercule et le XOS2, mais dans le cadre civil les exemples sont plus rares. On remarque que le plus grand développement des exosquelette pour le civil se fait au japon notamment avec Cyberdyne et l’exosquelette nommé HAL (Hybrid assisted limb, ou en français membre d’assistance hybride). Ils souhaitent fabriquer un exosquelette capable d’aider les personnes âgées et handicapées à se déplacer et porter plus de poids. Ils veulent même commencer à introduire des maisons adaptées à l’utilisation de ces exosquelettes. Pour comparer, un fauteuil roulant électrique neuf peut coûter entre 2 500€ et 5000€, l’exosquelette couterait approximativement 3000€. Cet exosquelette est contrôlé par des détecteurs attaché sur l’utilisateur est utilise les signaux pour déplacer les membre des l’exosquelette en fonction des ceux de l’utilisateur.

 

Il y a aussi l’exosquelette eLegs de Berkeley Bionics situé aux États Unis, qui utilise un systeme d’intelligence artificiel pour déplacer les membres de l’exosquelette. Pour faire ceci il se base sur le comportement du corps et s’adapte en fonction des ces mouvements. L’utilisateur doit se tenir debout grace à des béquilles mais sinon l’exosquelette fait le reste. RB3D, la société francaise veut aussi faire une version civile de leur exosquelette Hercule, qui devrait être disponible à partir de 2015.

 

 

 

Dans le monde du cinéma.

Nous savons qu’avant que les premiers exosquelettes motorisés ne soient conçus, ces derniers n’étaient avant que les fantasmes de quelques personnes à l’imagination débordante. Et c’est justement ces personnes qui ont poussées des ingénieurs à les produire, ou du moins à essayer.

Aujourd’hui encore, on continue de rêver d’exosquelettes motorisés pouvant nous donner une force surhumaine, voire nous rendre invincible. On se rend rapidement compte de cet état de fait dans le monde du cinéma et des jeux vidéos.

 

 

• Iron man

 

L’exemple auquel on pensera le plus naturellement est celui d’ Iron Man, dont l’armure est l’exemple parfait d’un exosquelette motorisé. En effet celui-ci lui permet une souplesse de mouvement inédite et même de voler. Il est doté d’armes destructrices lui permettant de vaincre n’importe quel ennemi.

L’avantage principal est que le réacteur qui l’alimente a une durée de vie quasi-illimitée.

Cet exosquelette est aussi très intéressant du fait qu’il intègre une Intelligence Artificielle du nom de JARVIS, aidant le héros dans de nombreuses circonstances: visée, intégrité de l’armure, conseils à propos de la situation…

 

 

 

• Alien 2

L’exosquelette présent lors du combat final du film Alien 2, sorti en 1986, est aussi un bon exemple du fait qu’en premier lieu c’était l’un des premiers apparaissant au cinéma. Bien que ses mouvements ne semblent ni souples ni fluides, il confère toutefois une très grande force à son utilisateur et permet dans le film, à Ellen Ripley (l’héroïne du film) de terrasser son assaillant, l’Alien.

Contrairement à l’armure d’Iron Man, nous ne savons pas comment cet exosquelette est alimenté en énergie, mais nous remarquons par contre qu’il ne protège que très peu son utilisateur car laissant atteignable son corps.

 

 

 

 

 

 

•  Edge of Tommorow.

 

Dans ce film tout juste sorti, Tom Cruise incarne un soldat novice envoyé combattre des extraterrestres surpuissants tentant d’envahir la Terre. Pour permettre un combat à “armes égales”, il utilise un exosquelette s’approchant de ce qu l’on attend des prototypes d’aujourd’hui, c’est à dire une grande liberté de mouvement (donc des mouvements fluides), une aide à la mobilité importante, une force surhumaine, une bonne protection et des armes équipées pouvant anéantir des ennemis résistants voire des blindages.