Un costume exosquelette est affiché par l'armée américaine. l'armée américaine Si vous êtes un fan des bandes dessinées et des films "Iron Man", vous êtes probablement fasciné par le moteur, armure capable de voler que l'industriel fictif Tony Stark met lorsqu'il va combattre les malfaiteurs. Ne serait-il pas formidable d'en avoir un autour de vous ?
Vous pourriez être surpris d'apprendre que, Un jour bientot, une version à peine moins incroyable du costume d'Iron Man pourrait permettre aux soldats américains de courir plus vite, portez des armes plus lourdes et sautez par-dessus les obstacles sur le champ de bataille. Et en même temps, cela les protégera des effets des balles et des bombes. L'armée a travaillé sur le concept de l'exosquelette motorisé, une technologie conçue pour augmenter le corps humain et ses capacités, depuis les années 1960. Mais les récents progrès de l'électronique et de la science des matériaux rendent enfin cette idée pratique.
En 2010, l'entrepreneur de la défense Raytheon a fait la démonstration du XOS 2 expérimental - essentiellement, un robot portable guidé par le cerveau humain - qui peut soulever deux à trois fois plus de poids qu'un humain sans assistance, sans aucun effort de la part de l'utilisateur. Une autre compagnie, Trek Aérospatiale, développe le Springtail Exosquelette Flying Vehicle, un cadre exosquelette avec un jetpack intégré, qui pourrait être capable de voler jusqu'à 70 miles par heure (112,6 kilomètres par heure) et de planer immobile à des milliers de pieds au-dessus du sol, ainsi [source :Hanlon].
Mais d'autres que les militaires peuvent bénéficier de l'avènement. Il est possible qu'un jour, les personnes souffrant de blessures à la colonne vertébrale ou de maladies de fonte musculaire puissent se déplacer aussi facilement que les personnes valides, grâce aux appareils pour tout le corps - essentiellement, des robots portables - qui leur permettent de faire ce que leurs propres muscles et nerfs ne peuvent pas faire. Les premières versions de ces exosquelettes motorisés, comme 150 $ d'Argo Medical Technologies, 000 appareil ReWalk, sont déjà sur le marché [sources :Argo Medical Technologies, Ugwu].
Comment les futures générations d'exosquelettes motorisés révolutionneront-elles à la fois le champ de bataille et l'existence en temps de paix ? Et, Quels obstacles techniques les chercheurs et les concepteurs doivent-ils surmonter pour rendre les exosquelettes motorisés vraiment pratiques pour une utilisation quotidienne ?
D'abord, Voyons d'où vient le concept, et comment il a évolué.
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Les guerriers portent des armures sur leur corps depuis l'Antiquité, mais l'idée d'un corps avec des muscles mécaniques est apparue dans la science-fiction en 1868, quand Edward Sylvester Ellis a publié un roman à dix cents, "L'homme à vapeur des Prairies." Le livre dépeint une machine à vapeur géante en forme d'humanoïde qui remorquait son inventeur, l'ingénieux Johnny Brainerd, derrière lui dans un chariot à des vitesses de 60 milles à l'heure (96,5 kilomètres à l'heure), tandis qu'il chassait les buffles et terrorisait les Indiens [source :Landon].
En 1961, deux ans avant la création de l'Iron Man fictif par Marvel Comics, le Pentagone avait en fait invité des propositions pour des robots portables réels. Un article de l'Associated Press a fait état de la quête pour développer le "servo soldat, " qu'il a décrit comme " un tank humain équipé d'une direction assistée et de servofreins " qui serait capable de s'amuser plus rapidement et de soulever des objets lourds, et qui serait à l'abri de la guerre des germes, les gaz toxiques et même la chaleur et les radiations des explosions nucléaires [source :Cormier]. Au milieu des années 1960, L'ingénieur de l'Université Cornell, Neil Mizen, avait développé un exosquelette de cadre portable de 35 livres (15,8 kilogrammes), surnommé le "costume de superman" ou "l'amplificateur de l'homme, " que le magazine Popular Science a joyeusement prédit qu'il permettrait éventuellement à un utilisateur de soulever 1, 000 livres (453,6 kilogrammes) avec chaque main. Pendant ce temps, General Electric a élaboré des plans pour un appareil de 18 pieds de haut (5,5 mètres), le "pédipulateur, " qui transporterait son opérateur à l'intérieur [source :Cloud].
Ces concepts se sont avérés irréalisables, mais la recherche a continué. Dans les années 1980, des scientifiques du Laboratoire national de Los Alamos ont créé un design pour quelque chose appelé le costume Pitman, un exosquelette propulsé par le corps entier pour une utilisation par les fantassins de l'armée américaine. Mais il est resté sur la planche à dessin. Dans les années 1990, le laboratoire de recherche de l'armée américaine à Aberdeen Proving Ground a exploré la construction d'un costume qui ressemblait en fait à celui d'Iron Man, mais ce projet n'a jamais abouti non plus [source :Guizzo].
Pendant des années, les futurs fabricants d'exosquelettes ont été bloqués par les limites de la technologie. Les ordinateurs étaient trop lents et chétifs pour effectuer le traitement requis pour qu'une combinaison réponde aux commandes ou aux mouvements d'un porteur. Il n'y avait pas d'approvisionnement en énergie suffisamment portable, et actionneurs, les muscles électromécaniques qui déplaceraient un exosquelette, étaient tout simplement trop faibles et encombrants pour fonctionner comme un corps humain. Néanmoins, l'idée d'un mécanisé, le super-soldat blindé attirait toujours les généraux de l'armée, et les scientifiques et les concepteurs ont continué à travailler dur sur les possibilités [source :Guizzo].
Dans la section suivante, nous examinerons les progrès qu'ils ont accomplis dans la résolution de ces problèmes et le développement d'un exosquelette motorisé pratique.
Un concept d'artiste sur l'apparence des futurs soldats lorsqu'ils porteront des machines exosquelettiques. Photo avec l'aimable autorisation de la DARPA Dans les années 2000, la quête d'un costume d'Iron Man réel a finalement commencé à aboutir.
La Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA), l'incubateur du Pentagone pour l'exotisme, technologie de pointe, a trouvé le financement d'un programme de 75 millions de dollars, Exosquelettes pour l'augmentation des performances humaines, pour accélérer les choses. La liste de souhaits de la DARPA pour une combinaison blindée motorisée était assez ambitieuse :elle voulait une machine qui permettrait à un soldat de trimballer des centaines de livres d'équipement pendant des jours sans relâche, manipuler de grosses armes lourdes qui nécessitent normalement deux opérateurs, et être capable de transporter d'autres soldats blessés hors du terrain sur son dos. Il voulait aussi que la machine soit invulnérable aux coups de feu, et pouvoir sauter vraiment, vraiment élevé. Certains chercheurs ont rejeté l'idée comme impossible, mais d'autres étaient prêts à voir grand [source :Mone].
Une entreprise appelée Sarcos - dirigée par le fabricant de robots Steve Jacobsen, dont les projets précédents comprenaient un dinosaure mécanisé de 80 tonnes - ont mis au point un système innovant dans lequel des capteurs détectent les contractions des muscles d'un utilisateur humain et les utilisent pour actionner une série de valves, qui à leur tour régulent le débit de fluide hydraulique haute pression vers les joints. Ces articulations mécaniques déplacent ensuite des cylindres auxquels sont attachés des câbles pour simuler les tendons qui attachent les muscles humains. Le résultat a été un prototype expérimental appelé le XOS, qui ressemblait à un hybride homme-insecte d'un film de science-fiction. En 2005, le XOS est apparu comme l'appareil le plus proche de la vision des militaires, et le projet est passé au stade de développement. Sarcos a finalement été acquis par Raytheon, qui a continué le travail [source :Mone].
Pendant ce temps, autres tenues, comme Berkeley Bionics, travaillé sur la réduction de la quantité d'énergie nécessaire aux membres artificiels, afin qu'un exosquelette motorisé puisse fonctionner suffisamment longtemps sur le terrain pour être pratique. Une conception du milieu des années 2000, le porteur de charge humaine, aurait été capable de fonctionner pendant 20 heures sans recharge [source :Mone].
Vers la fin de la décennie, une société japonaise appelée Cyberdyne a développé le Robot Suit HAL, un concept encore plus ingénieux. Au lieu de compter sur les contractions musculaires d'un opérateur humain pour déplacer les membres, HAL intégrait des capteurs qui captaient les messages électriques envoyés par le cerveau de l'opérateur. Théoriquement, un exosquelette basé sur le concept HAL-5 permettrait à un utilisateur de faire ce qu'il veut sans bouger un muscle, simplement en y pensant [source :Cyberdyne].
Dans la section suivante, nous examinerons l'état de l'art actuel des exosquelettes motorisés, et où la technologie pourrait bientôt mener.
D'ici 2010, le projet d'exosquelette de la Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) avait produit une technologie prometteuse. Network World rapporte que les systèmes actuels, qui pèsent environ 55 livres (25 kilogrammes), peut permettre aux opérateurs humains de transporter 200 livres (91 kilogrammes) de poids avec peu ou pas d'effort et considérablement moins de fatigue. En outre, les derniers exosquelettes sont plus silencieux que l'imprimante de bureau typique, et peut courir à des vitesses de 10 miles par heure (16 kilomètres par heure) et effectuer des squats et des crawls, en plus de soulever [source :Heary]. Raytheon était si confiant dans ses perspectives que, en 2010, il a sorti une vidéo mettant en vedette Clark Gregg, l'un des acteurs de la franchise de films "Iron Man", faire la narration comme un exosquelette de bois coupé au karaté de deuxième génération, a fait des pompes et soulevé des poids [source :Weinberger].
Pendant ce temps, son collègue entrepreneur de la défense Lockheed Martin travaille sur un exosquelette rival conçu pour le levage de charges lourdes, avec la possibilité de transférer le poids des charges lourdes au sol à travers les jambes robotisées de l'exosquelette du bas du corps. La société affirme que l'exosquelette est également capable d'effectuer des squats profonds, ramper et soulever le haut du corps avec un effort humain minimal [source :Lockheed Martin].
Ces machines exosquelettiques seraient également équipées de capteurs et de récepteurs du système de positionnement global (GPS). Les soldats pourraient utiliser cette technologie pour obtenir des informations sur le terrain qu'ils traversent et comment se diriger vers des emplacements spécifiques. La DARPA développe également des tissus informatisés qui pourraient être utilisés avec les exosquelettes pour surveiller les fréquences cardiaques et respiratoires.
Si l'armée américaine réussit, il y aura des foules de super soldats qui peuvent sauter plus haut, courir plus vite et soulever un poids énorme en leur attachant ces exosquelettes. Toutefois, il faudra peut-être quelques années au moins avant qu'Iron Man réel ne se fraie un chemin sur un champ de bataille.
Pendant ce temps, Les exosquelettes motorisés peuvent également apporter un énorme avantage en temps de paix, car, à terme, la technologie pourrait permettre aux personnes souffrant de lésions médullaires ou de maladies neuromusculaires invalidantes de mener une vie plus remplie. Berkeley Bionics, par exemple, teste eLegs, un exosquelette alimenté par une batterie rechargeable, qui est conçu pour permettre à une personne handicapée de marcher, se lever d'une position assise sans aide, et de rester debout pendant une période prolongée [source :Berkeley Bionics].
