• Le véritable iron man

    Personnages étonnants

    Le véritable Iron-man

    Exosquelette, le véritable Iron-Man

     Le film Iron-Man est tiré d'un célèbre comics américain qui met en scène un richissime et doué ingénieur-homme d'affaires qui met au point une combinaison qui accroît considérablement ses forces.

     Que sont les exosquelettes de nos jours?

     Les exosquelettes HAL et Sarcos XOS donnent un avant-goût. 

    Je vous avoue que sans être fan, tout petit, je passais mon temps à lire les comics US à la librairie (je n''avais pas encore compris que ce n'était pas la même chose que la bibliothèque). Parmi tous les super-héros qui ont bercés mon enfance, Iron Man était mon préféré sans aucun doute.

    Pourquoi Iron Man ? Tout simplement parce qu'il était à ma portée : Tony Stark n'a aucun super-pouvoir qui lui serait tombé sur la tête un beau jour en se levant le matin (genre Spider-man). Il a mis au point dans son garage (bon il était friqué, c'est vrai !) sa combinaison incroyable : le super ingénieur. Je m'identifiais et il me faisait rêver car il volait comme superman mais n'était pour autant qu'un homme ordinaire (hormis son cerveau et son pognon).

    Bon mais alors est-ce que l'on peut devenir Iron Man finalement ?

    La combinaison de Tony Stark « Iron Man » n'est en réalité cependant pas pour tout de suite. Un prof de physique passe en revue les caractéristiques principales de son exosquelette.

    Vidéo : exosquelette japonais HAL D'abord, les petits réacteurs pour propulser un humain. On sait déjà faire cela depuis les années 40 (Jet-Pack) mais depuis ce temps là, on n'a pas pu assurer la sustentation pendant plus quelques dizaines de seconde. Trop bref pour que cela intéresse quelqu'un à part des amuseurs de foire.

    Il faut se rendre compte en effet de l'incroyable énergie nécessaire pour faire décoller quelqu'un par le biais de propulseurs : du coup, il faut nécessairement trouver un compromis entre la durée de la forte poussée et le poids du mélange chimique carburant-comburant.

    En ce qui concerne les rayons répulseurs, on ne sait pas encore trop faire mais cela demanderait a priori une énergie impressionnante, surtout si l'on compare à ce que l'on peut arriver à faire avec des lasers.

    Et sinon, existent-ils de VRAIS exosquelettes ? Il existe déjà plusieurs recherches prometteuses dans ce domaine. Voyons les plus significatives. 

    La première est davantage orientée applications civiles. Il s'agit d'une recherche japonaise (voir notre ancienne actualité actualité Imaginascience sur exosquelette HAL) dont le nom du projet est HAL (pour « Hybrid assistive Limb » ou «Membre hybride assisté »). Ce projet vise principalement à aider des personnes handicapées (par la vieillesse déjà) : afin de monter des marches et soulever des objets par exemple.

    La combinaison pèse dans les 15 kg et est alimenté par des batteries.

    L'originalité de cette exosquelette est que la combinaison détecte les mouvements des muscles par l'intermédiaire des mouvements musculaires à la surface de la peau.

    L'ordinateur interne analyse les signaux nerveux et les traduit en signaux électriques pour les moteurs et actuateurs.

    Vidéo : Exosquelette Sarcos XOS Une très récente actualité vient d'annoncer que la Cyberdyne Inc (Cyberdyne) va produire annuellement 500 combinaisons d'assistance aux efforts HAL à partir d'octobre 2008. C'est parti pour la mise sur le marché !

    L'autre projet d'exosquelette est davantage orienté militaire et se nomme Sarcos XOS

    La vidéo de démonstration ci-contre montre à quel point c'est impressionnant : une personne équipée peut soulever de très lourdes charges et de manière répétitive sans problèmes : l'utilisateur ne ressent qu'un dixième du poids des charges dans les muscles ses bras.

    Cette tenue pèse dans les 70 kg : c'est la société Sarcos qui développe ce prototype avec un contrat de deux ans et un budget de 10 millions de dollars. Cette société est maintenant détenue par l'entreprise (clairement militaire) Raythéon.

    Les militaires pensent que cela permettra à certains « super-soldats » de charger ou transporter de lourdes charges sur le terrain de combat.

    C'est donc pour des fins purement logistique : n'imaginez pas que ces futurs surhommes vont aller casser des murs ou autres exploits qui restent encore du domaine de la SF.

    (source : imaginascience)

    L'Exosquelette 

    Un exosquelette motorisé ou combinaison robotique est un dispositif mécatronique à base fixe ou mobile, composé d'une structure mécanique à plusieurs degrés de liberté, d'un système d'actionnement (électrique, hydraulique ou pneumatique)

    utilisant une source d'énergie embarquée ou déportée, et de cartes électroniques de puissance et de commande, que revêt un individu, à la manière d'un vêtement robotisé ou d'une prothèse externe (ou encore d'une cyberthèse), pour lui permettre de démultiplier ses capacités physiques (amplification), de simuler un retour d'effort dans un environnement virtuel (immersion), de rééduquer son système musculosquelettique (réhabilitation), de contrôler à distance des systèmes robotiques (téléopération) et éventuellement de le protéger de son environnement (à la manière d'une carapace ou d'un gilet par balle).

    L'inconvénient majeur des systèmes à base fixe est la limitation de l'espace de travail, l'avantage réside dans leurs motorisations déportées.

    L'inconvénient des systèmes mobiles est la faible autonomie énergétique mais qui est compensée par l'augmentation de leurs espaces de travail et donc de leurs degrés de mobilité. Certains systèmes à base fixe ou mobiles compensent leur friction interne et la gravité qu'ils génèrent, évitant ainsi aux utilisateurs de ressentir l'inertie et le poids de l'exosquelette qu'ils portent sur eux (on parle alors de qualité et de transparence de l'interfaçage exosquelettique).

    Les exosquelettes motorisés sont encore à des stades préliminaires de conceptions (exemple le xos), de développements et de tests dans de nombreux centres de recherche publics ou privés notamment pour améliorer leur autonomie, bien que plusieurs prototypes soient déjà commercialisés (HAL5 de la société Cyberdyne et REX de la société REX Bionics) ou le seront prochainement (XOS2 de SARCOS, filiale de Raytheon et HULC de Berkeley Bionic en partenariat avec Lockheed Martin ou encore Rewalk de la société Argo Medical Technologies, etc.). Leurs applications prévues couvrent principalement les domaines militaires (manutention de charges lourdes) et médicaux (diagnostic et aide technique pour les handicapés moteurs, les personnes âgées ou accidentés).

    Certains travaux concernent également des applications professionnelles comme la manipulation et l'assistance sur les lignes de production (guidage des gestes et des outils pour améliorer la production et réduire les troubles musculosquelettiques (TMS) ou encore la téléopération multi-échelles de machines (notamment dans les environnements spatiaux, nucléaires, chirurgicaux, marins, souterrains ou encore microscopique ou très lointain) et la conception avec retour haptique en environnement virtuel (bureau d'études, méthodes et design marketing)

    D'autres concernent des applications pratiques comme l'aide aux jardiniers (PAS, Professeur Shigeki Toyama de l’Université d’Agriculture et Technologie de Tokyo), ou ludiques en tant que joystick amélioré (XIO, Forcetek) ou à retour d'effort pour les jeux vidéo.

    Dans le domaine militaire, on parle d'armure de combat robotisée ou du soldat du futur (DARPA) pour désigner les exosquelettes motorisés qui permettent d'amplifier et de protéger les soldats sur les champs de bataille. Dans le domaine médical, on utilise parfois les termes d'orthèses robotisées ou de cyberthèses (cité par l'EPFL, par la Fondation Suisse pour les Cyberthèses ou la société Swortec SA) pour désigner les exosquelettes motorisés utilisé dans le cadre de la kinésithérapie ou de la physiothérapie et qui permettent la rééducation motrice par stimulation neurofonctionnelle. Dans les domaines de l'immersion en réalité virtuelle ou de la téléopération, les termes utilisés sont plutôt "systèmes ou interfaces haptiques anthropomorphiques". 

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