Quand les travailleurs en Allemagne se rendent malades, le mal de dos est souvent à blâmer. Elle affecte fréquemment les employés de la logistique, la fabrication et les services où les mouvements physiques pénibles font partie de la routine quotidienne du travail. Afin de prévenir les problèmes de dos, Les chercheurs de Fraunhofer ont mis au point ErgoJack pour offrir une orthèse souple intelligente qui aide les travailleurs à détecter les mouvements en temps réel. Un prototype de ce gilet intelligent sera présenté en direct à Hannover Messe du 1er au 5 avril, 2019, sur le stand C24 dans le hall 17.

Un soudeur passe de longues heures penché sur un composant. Le mal de dos est inévitable avec ce genre de posture contrainte. Les dommages permanents tels que l'usure prématurée de la colonne vertébrale ne sont pas rares chez les personnes qui effectuent ce type de travail pendant des années mais négligent d'adopter une posture ergonomique appropriée. Il en va de même pour les travailleurs qui sont fréquemment contraints de soulever des objets lourds. Des chercheurs des instituts Fraunhofer pour les systèmes de production et la technologie de conception IPK et pour la fiabilité et la micro-intégration IZM à Berlin ont développé ErgoJack - une orthèse souple intelligente - pour soulager la fatigue du dos et encourager les travailleurs à exécuter des mouvements intenses de manière plus ergonomique. Les équipes de recherche visent à atténuer le risque de temps d'arrêt avec ce module modulaire, système de robotique souple portable.

L'analyse des mouvements en temps réel distingue les mouvements ergonomiques des mouvements non ergonomiques

« L'argument de vente unique de notre orthèse robotique souple pour le haut du corps est son analyse de mouvement en temps réel. Des algorithmes spécialement développés basés sur l'apprentissage automatique et l'IA permettent d'analyser l'ergonomie. Cela distingue cette orthèse des exosquelettes disponibles dans le commerce. Ces derniers sont portables. des robots qui, intrinsèquement à leurs principes fonctionnels, amplifier tous types de mouvements - même peu ergonomiques - et simplement détourner la charge imposée au porteur d'une partie du corps surchargée vers une zone moins sollicitée, " dit Dipl.-Ing. Henning Schmidt, un scientifique de Fraunhofer IPK. En revanche, l'orthèse IPK utilise l'analyse des mouvements pour faire la distinction entre les mouvements ergonomiques et non ergonomiques. Le porteur reçoit un retour en temps réel d'une alarme vibrante lorsqu'il adopte des postures ou effectue des mouvements préjudiciables à sa santé. Centrales inertielles, ou IMU pour faire court, intégré dans le gilet compare les schémas de mouvement pré-appris avec le mouvement réel du travailleur et l'évalue en temps réel. Cela ne prend que quelques centaines de millisecondes. Les capteurs de mouvement miniaturisés sont situés sur les épaules, dos et cuisses.

Ces détecteurs de mouvement ne sont pas les seuls circuits intégrés; le gilet est également robuste, électronique miniaturisée, incluant un contrôleur embarqué, un module de vibration et une batterie rechargeable. La mission de Fraunhofer IZM est de développer les composants électroniques miniaturisés et conformables; Fraunhofer IPK est de concevoir la disposition du système, interface-système-humain, mécanique, l'électronique et les logiciels, y compris l'algorithme d'apprentissage automatique/IA en temps réel. Les données sont traitées localement sur le gilet. "L'algorithme temps réel nécessite des calculs complexes et doit être très robuste, mais un très petit ensemble de données suffit pour entraîner le système au modèle de mouvement d'un nouveau travailleur, " dit Schmidt, décrivant une autre caractéristique qui distingue ce système. Les scientifiques de Fraunhofer IZM travaillent maintenant à encapsuler l'électronique et les capteurs dans la version en tissu de l'orthèse afin qu'elle puisse être lavée sans avoir à retirer d'abord les composants du gilet.

Disponible en différentes versions et dans toutes les tailles

Les clients pourront éventuellement choisir entre un gilet sensoriel entièrement en tissu et une version avec assistance électrique intégrée. Une autre variante du système actuel est livrée avec un soutien du dos et des hanches. Son orthèse a la plus petite surface nécessaire pour soutenir le corps. Une articulation latérale de la hanche verrouillable sur le gilet sert à activer et désactiver la transmission du couple articulaire du dos aux jambes. Ce mécanisme permet au travailleur d'effectuer alternativement des tâches en position debout et assise.

ErgoJack convient à une utilisation dans un large éventail d'industries. Comme l'ont montré des essais réussis chez le constructeur automobile Ford, il profite au personnel de logistique et de production qui doit soulever des colis lourds sur des palettes ou adopter une posture contrainte pendant des heures pendant le soudage.