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Des chercheurs ont créé un exosquelette de cheville pour faciliter la course à pied

Vidéo Des chercheurs de l'Université Stanford ont mis au point un exosquelette de cheville dont l'objectif est de faciliter la course à pied. Il réduit l'effort nécessaire et permet même de courir un peu plus vite. Deux versions ont été testées par 11 coureurs expérimentés : une motorisée et l'autre à ressort.
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Des chercheurs ont créé un exosquelette de cheville pour faciliter la course à pied
Des chercheurs ont créé un exosquelette de cheville pour faciliter la course à pied © Université Stanford

Des chercheurs de l'Université Stanford, en Californie, ont mis au point un exosquelette de cheville pour faciliter la course à pied. L'objectif est de réduire le coût énergétique de l'effort, c'est-à-dire la quantité d'énergie dépensée par unité de distance parcourue. Leurs travaux ont été publiés dans la revue Science Robotics le 25 mars 2020.

Pour avoir un point de comparaison, les ingénieurs ont au préalable testé l'exosquelette sans aucune assistance extérieure. Résultat : le coût énergétique de la course augmente de 13 %. En d'autres termes, l'exosquelette seul nuit à l'activité sportive. Partant de ce constat, 11 coureurs expérimentés ont testé un exosquelette aidé par un moteur, puis une seconde version munie d'un simple ressort. 

 

 

La motorisation de l'exosquelette se fait en le reliant par des câbles à un moteur placé derrière un tapis de course. L'objectif de l'installation est d'accroître la force de propulsion du pied. Résultat : le dispositif a permis de réduire le coût énergétique de 15 % par rapport à une course sans assistance et a augmenté de 10 % la vitesse du coureur.

Sans moteur, la course est plus difficile

La deuxième étape de l'expérience a consisté à couper totalement le moteur et à ajouter un ressort sur la prothèse reliant la malléole au mollet, pour imiter le mouvement physionomique des jambes (image ci-dessous). Etonnement, la course a été 11 % plus difficile que sans aucune assistance. L'ajout du ressort a simplement réduit le coût énergétique du port de l'exosquelette seul, mais n'a pas facilité la course.

 


"Lorsque les gens courent, leurs jambes se comportent un peu comme un ressort, nous avons donc été très surpris qu'une assistance semblable à un ressort n'ait pas été efficace", s'est étonné Steve Collins, professeur agrégé de génie mécanique à Stanford et auteur principal de l'article. "Nous avons tous une intuition sur la façon dont nous courons ou marchons, mais même les plus grands scientifiques découvrent encore comment le corps humain nous permet de bouger efficacement. C'est pourquoi des expériences comme celles-ci sont si importantes."

Un nouveau mode de transport ?

Pour l'instant, l'expérience n'a été menée que dans des conditions de laboratoire et le prototype est encore très encombrant. Mais l'équipe d'ingénieurs est très optimiste pour la suite et voit dans son dispositif un futur moyen de transport. "Vous pourriez descendre d'un bus, enfiler un exosquelette et parcourir les deux derniers kilomètres pour arriver au travail en cinq minutes sans transpirer", se réjouit Guan Rong Tan, un étudiant diplômé en génie mécanique qui participe au projet.

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