Fonctionnement de l’exosquelette

Le but d’un exosquelette motorisé est d’aider les hommes dans des tâches grâce à des technologies issues de la robotique, par exemple aider les personnes handicapés ou alors faciliter la tâches des soldats. Ici nous allons voir comment fonctionne l’exosquelette motorisé, d’un côté mécanique et d’un côté logiciel.

Partie mécanique

L’exosquelette est composé de plusieurs parties qui, quand assemblées, permettent à l’utilisateur de profiter du bon fonctionnement de l’exosquelette:

• Cadre

Le cadre est la partie sur laquelle tous les composants sont placés. Il doit être fabriqué à partir d’un matériau léger pour ne pas ajouter trop de poids à l’exosquelette, mais assez solide pour pouvoir tenir tous les composants en place sans risque pour l’utilisateur, et de le garder en place. Ce cadre va avoir des articulations aux niveau des différents articulations du corps humain (chevilles genoux épaules etc.) pour permettre un déplacement fluide et facilité.

• Déclencheurs

Les déclencheurs sont en général des moteurs hydrauliques qui agissent en tant que muscles humains c’est eux qui dirigent le mouvement. Alimentés par des batteries et contrôlés par les capteurs les déclencheurs permettent le déplacement voulu par l’utilisateur, par exemple le déplacement des jambes ou soulever quelque chose avec le bras.

• Batteries

Les batteries doivent être légers pour ne pas trop encombrer l’exosquelette, et soit avoir une grande durée de fonctionnement ou alors être assez petits et facilement remplaçables pour pouvoir permettre un fonctionnement de l’exosquelette durant la majorité de la journée. Ces batteries doivent également être rapidement rechargés pour permettre l’usage dès le lendemain matin par exemple.

• Capteurs

Les capteurs servent à relever les informations et les envoyer au contrôleur, c’est à dire l’ordinateur embarqué, pour permettre un déplacement des déclencheurs. Ces déclencheurs peuvent sous forme de capteurs manuels tel qu’un joystick, pour déplacer les jambes on bouge la manette avec les mains, des béquilles qui sont portées par l’utilisateur et qui capte les mouvements en avant font suivre les jambes, ou alors sous forme de capteurs bioélectriques qui détectent les mouvement voulus par le corps grâce aux impulsions physiologiques.

• Ordinateur

Il joue le rôle de contrôleur, il recueille les informations envoyé par les capteurs et bouge les déclencheurs en fonction de ces informations. C’est lui qui permet de marcher de bouger les bras etc. Tout est contrôlé grâce à des programmes installés sur l’ordinateur qui contrôlent les déclencheurs et permettent le mouvement.

 

Partie logiciel

Le logiciel qui est installé sur l’ordinateur de bord va récupérer les informations envoyés par les capteurs, les transformer et envoyer des instructions aux déclencheurs.  Il doit être programmé de tel sorte à permettre un mouvement précis, et fluide de la partie voulu.  Le type de programmation sera différent pour chaque type de capteur, si c’est un capteur mécanique alors il doit juste prendre la direction donnée et l’appliquer aux déclencheurs pendant autant de temps que l’utilisateur veut, mais si c’est un capteur bioélectrique alors il doit déchiffrer les mouvement voulus par l’utilisateur et bouger la partie du corps associé avec une grande précision.

Image d’un exosquelette motorisé Honda qui sert à guider les jambes lors d’un déplacement.