Ce nouvel exosquelette robotisé pourrait bientôt améliorer la mobilité des personnes âgées

Ce nouvel exosquelette robotisé pourrait bientôt améliorer la mobilité des personnes âgées © STANFORD UNIVERSITY / KURT HICKMAN

Par MIT Technology Review

Publié le 13 octobre 2022 à 12h48.

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Un exosquelette qui utilise l'apprentissage automatique (machine learning) pour s'adapter à la démarche de son porteur pourrait permettre aux personnes à mobilité réduite de marcher avec plus de facilité. L'exosquelette, à l'esthétique d'une botte motorisée, est léger et permet à son utilisateur de se déplacer de manière relativement libre, ce qui lui permet à la fois d'augmenter sa vitesse de marche et de réduire la quantité d'énergie qu'il utilise en se déplaçant.

Mis au point par des chercheurs de l'université de Stanford, le dispositif se compose de capteurs portables bon marché, d'un moteur et d'un petit ordinateur Raspberry Pi alimenté par une batterie rechargeable portée autour de la taille. Les capteurs sont intégrés à la chaussure afin de mesurer discrètement la force et le mouvement.

Les données générées par la botte sont introduites dans un modèle d'apprentissage automatique qui, à son tour, règle le dispositif afin de personnaliser le soutien apporté. Il applique une force au niveau de la cheville pour remplacer une partie de la fonction du muscle du mollet et aide l'utilisateur à décoller du sol lorsqu'il veut se mettre en mouvement. Ainsi, il est possible de marcher plus vite en effectuant moins d'efforts. Il ne faut qu'une heure au modèle pour commencer à personnaliser l'assistance apportée par le dispositif au porteur. Comme il apprend constamment à partir des données des capteurs, le dispositif peut s'adapter au fil du temps à l'évolution de la marche de l'utilisateur.

L'équipe ayant développé cet exosquelette a constaté que le dispositif permettait d'augmenter de 9% la vitesse de marche et de réduire de 17% l'énergie dépensée lors d'une marche naturelle, par rapport à une marche avec des chaussures classiques. Les résultats de l'étude sont décrits dans un article publié ce mercredi 12 octobre 2022 dans la revue Nature. Lors des tests sur tapis roulant, ce nouveau dispositif était en concurrence avec d'autres modèles comparables. Résultat : il a permis de diviser par deux l'effort à fournir. Lors d'un test pour "aller chercher et soulever un sac à dos d'une quinzaine de kilos", les chercheurs se sont intéressés aux données concernant l'économie d'énergie et l'augmentation de la vitesse d'exécution.

Il est vrai que les exosquelettes d'assistance existent depuis quelques années mais il est difficile d'adapter ces dispositifs à la personne qui les porte car ils sont souvent grands et encombrants. Leur succès a été largement confiné aux tapis roulants des laboratoires et autre problème, ils sont coûteux. L'exosquelette de l'équipe de Stanford est beaucoup plus petit que les autres modèles disponibles sur le marché et, surtout, il est beaucoup plus facile à transporter.

Selon les chercheurs, c'est la première fois qu'un exosquelette démontre sa capacité à économiser l'énergie humaine dans des conditions réelles. Ils sont convaincus que le dispositif pourrait aider les personnes âgées à mobilité réduite ou les personnes souffrant de problèmes musculaires à se déplacer plus librement.

D'après Kaspar Althoefer, directeur du Center for Advanced Robotics de l'université Queen Mary de Londres, qui n'a pas participé à l'étude en question, l'équipe de Stanford devrait être en mesure de commercialiser leur produit sur un marché de masse.

"Il sera très utile pour les personnes qui ne sont peut-être plus aussi fortes qu'avant et qui veulent parcourir de plus grandes distances", ajoute-t-il.

Les auteurs de l'étude vont orienter leurs tests sur l'assistance aux personnes âgées et ils pensent que le prototype du dispositif pourrait être développé en un produit vendu dans le commerce permettant d'aider les gens dans leurs activités quotidiennes.

"Nous espérons que ce sera un peu comme les vélos électriques", indique Patrick Slade, qui a travaillé sur le projet en tant que doctorant. "Il ne fait pas tout le travail à votre place mais il parvient à demander un niveau d'effort qui est acceptable pour les gens".

Article de Rhiannon Williams, traduit de l'anglais par Kozi Pastakia.