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TMS : après l'exosquelette, l'exomuscle

Des chercheurs de l’ETH de Zurich ont imaginé un gilet motorisé chargé de soutenir les muscles, dans certains efforts d’endurance. À la différence des exosquelettes, l’exomuscle fournit moins de force mais s’avère moins pénible à porter.

Pour lutter contre les troubles musculosquelettiques (TMS), de plus en plus d’entreprises de l’industrie et de la logistique se tournent vers les exosquelettes qui aident leurs opérateurs à se soulager du port de charges lourdes. Or ces dispositifs peuvent s’avérer lourds à porter et longs à installer. C’est pourquoi, des chercheurs de l’École polytechnique de Zurich (ETH) ont eu l’idée de confectionner un exomuscle, le Myoshirt. Plus légers, moins encombrants, ce gilet motorisé est conçu pour fournir un soutien aux muscles, par exemple dans des tâches qui réclament de l’endurance. 

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À porter comme un gilet, cet exomuscle pourrait faire gagner un tiers de force supplémentaire. © ETH Zurich

Un soutien structurel plus léger

Alors que les exosquelettes motorisés agissent à la fois comme des muscles et des os, fournissant une force ainsi qu’un soutien structurel, les exomuscles se contentent d’utiliser la structure du corps pour produire une force supplémentaire. En conséquence, ils se révèlent beaucoup plus pratiques. En revanche, ils sont également limités dans la force qu’ils peuvent fournir car les os et les articulations de l’homme ne peuvent en supporter qu’une partie.

Un gilet muni de capteurs

Concrètement, l’exomuscle a été imaginé comme un gilet, avec des manchettes au niveau du bras et de l’avant-bras. Ensuite, il se sert de capteurs intégrés dans son tissu pour détecter les intentions de mouvement de l’utilisateur et fournir une force supplémentaire si nécessaire. Pour cela, les capteurs transmettent des données sur les impulsions de commande musculaire à un boîtier de commande, qui traite les informations en temps réel et décide quand actionner les muscles artificiels.

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L’exomuscle se sert de capteurs pour détecter les intentions de mouvement de l’utilisateur et fournit une force supplémentaire si nécessaire. © ETH Zurich

Un tiers de force en plus

Pour actionner le mouvement, des câbles courts en Dyneema sont alignés parallèlement aux propres muscles du porteur. En raccourcissant les câbles au fur et à mesure que les muscles se contractent, le Myoshirt est capable de contribuer à la puissance des mouvements d’une manière subtile, faisant gagner un tiers de force, selon des tests réalisés préalablement par les chercheurs.

Un modèle à l’état de prototype

Pour l’heure, le système n’est pas encore commercialisable, l’équipe indique qu’il doit encore être miniaturisé et rationalisé pour mieux s’adapter aux vêtements, et de préférence avec une réduction de poids. Il faut dire que le boîtier de commande et le moteur d’actionnement pèsent actuellement 4 kg.

Vers des applications plus étendues

Enfin, l’équipe se concentre sur un seul mouvement musculaire : l’amélioration de l’activité des muscles de l’épaule lorsque les utilisateurs lèvent le bras. À l’avenir, les chercheurs voudraient étendre leur dispositif à un plus grand nombre de muscles. Pour cela, ils collaborent actuellement avec MyoSwiss AG, une spin-off de l’ETH Zurich qui fabrique des exosquelettes Myosuit, conçus pour améliorer la force des jambes.

Ségolène Kahn

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