À première vue, l’engin donne à son porteur une allure de centaure mécanique. Mais derrière le concept un peu étrange se cache une idée très sérieuse : plutôt que d’aider les jambes humaines à supporter une lourde charge, pourquoi ne pas en ajouter deux autres ?
20 kg sur le dos tranquille
C’est l’approche retenue par une équipe de la Southern University of Science and Technology, à Shenzhen. Son robot portable se fixe dans le dos et déploie deux jambes mécaniques qui marchent en même temps que l’utilisateur. Elles peuvent porter une partie de la charge et contribuer à la propulsion.
Le dispositif se distingue ainsi des exosquelettes classiques. Ces derniers épousent généralement les jambes de leur utilisateur et assistent les mouvements des articulations. Ici, les membres robotiques restent indépendants : l’humain conserve ses deux jambes, auxquelles viennent simplement s’ajouter deux nouveaux points d’appui. Les résultats obtenus lors des essais sont plutôt parlants. Avec une charge d’environ 20 kg, la dépense métabolique des participants a baissé d’environ 35 % grâce au robot. La pression exercée sur leurs pieds a également diminué de 52 %.
Les jambes robotiques peuvent prendre en charge plus de la moitié du poids transporté. Et malgré ces deux membres supplémentaires, la démarche des participants est restée proche d’une marche normale. Le dispositif a même réduit les variations dans la largeur des pas, ce qui suggère une meilleure stabilité lorsque l’utilisateur transporte une charge.
Pour garder tout ce petit monde coordonné, les chercheurs utilisent une liaison élastique entre l’humain et la machine. Elle reste relativement rigide lorsque les efforts sont faibles, puis gagne en souplesse quand la charge augmente afin de laisser le robot encaisser davantage de contraintes.
Le logiciel adapte de son côté les mouvements des jambes mécaniques à la vitesse et à la direction de l’utilisateur. Celui-ci reste chargé de l’équilibre et du pilotage, tandis que le robot fournit une partie importante de l’effort nécessaire pour porter et avancer. L’équipe imagine notamment son système dans l’industrie, les opérations de secours ou la logistique militaire, autant de situations où il faut parfois déplacer de lourdes charges sur des terrains peu pratiques.
Il ne s’agit encore que d’un projet de recherche, présenté dans The International Journal of Robotics Research. Mais les chercheurs montrent qu’un robot portable n’est pas obligé de transformer les jambes que nous avons déjà. Une autre solution consiste tout simplement à nous en fournir deux de plus !
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