Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
RÉSUMÉ
Cet article propose une définition générique des exosquelettes ainsi qu’une vision structurée des recherches sur ces dispositifs, pour permettre au lecteur de comprendre la technologie et les limites de ces dispositifs, leur grande diversité et les nombreuses difficultés associées à leur développement. L’article s’attache donc à construire une taxonomie permettant de structurer le domaine et de classer les différents dispositifs selon leurs caractéristiques mécaniques et de contrôle, pour ensuite dresser un état de l’art des quatre grands types de dispositifs (assistance, suppléance, rééducation et téléopération), et enfin conclure sur les nombreux challenges et perspectives du domaine.
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The objective of this article is to propose a definition of what is an exoskeleton and to give an organized presentation of the associated research field, to help the reader understanding the technology and limits of these devices, their great diversity and the challenges associated to their development. This article thus focuses on building a taxo- nomy to organize the field and to classify the different existing devices based on their principal mechanical and control characteristics. It then draws a review of the four prin- cipal types of exoskeletons (assistance, compensation, rehabilitation and teleoperation) to finally conclude on the numerous remaining challenges and perspectives.
Auteur(s)
-
Nathanaël JARRASSÉ : - Sorbonne Université, CNRS, INSERM - Institut des systèmes intelligents et de robotique, ISIR 75005 Paris, France
INTRODUCTION
Le contexte actuel du domaine des exosquelettes demeure singulier pour plusieurs raisons.
D’abord, les exosquelettes sont des objets technologiques très visibles et médiatisés. Or, bien qu’il existe une multitude de plates-formes de recherche, peu de ces dispositifs sont réellement disponibles commercialement et utilisés concrètement. La surmédiatisation faite autour de certains produits particuliers tend en effet à occulter la complexité réelle des systèmes actuels, leurs performances limitées, leur absence totale de polyvalence (chaque type de dispositif répondant à un cahier des charges spécifique très contraint) et donc les nombreux challenges technologiques et scientifiques sous-jacents qu’il reste à surmonter.
Comme cela sera montré dans la suite de l’article, la tendance actuelle dans le développement des exosquelettes est à la simplification des dispositifs, avec une réduction du nombre d’articulations et d’actionneurs (au profit d’éléments mécaniques passifs) et un allégement des structures, et donc à une évolution vers des dispositifs revêtus plus écologiques.
Cet article propose donc une taxonomie (construite autour d’une analyse des différentes caractéristiques mécaniques et de contrôle de ces systèmes) qui permet d’organiser et de distinguer plus finement ce domaine des exosquelettes.
À partir de cette analyse technologique, un état de l’art détaillé des dispositifs existants est présenté pour les quatre différents types d’exosquelettes, présentant leurs spécifications respectives ainsi que leurs applications et possibilités actuelles.
Enfin, une réflexion sur les challenges et perspectives du domaine est présentée, abordant les nombreux aspects qui demeurent à considérer pour améliorer ces dispositifs : adaptation au corps et maîtrise de l’interaction et de l’interfaçage physique, transparence des systèmes, partage du contrôle avec l’opérateur et respect des intentions motrices (en lien avec leurs détections et avec une meilleure compréhension du système sensorimoteur humain), gestion de la sécurité et simplicité d’utilisation. En effet, bien qu’un certain nombre de verrous technologiques aient été levés au cours des dernières années, la révolution dans la mise au point et dans l’adoption massive des exosquelettes passera nécessairement par la résolution de ces challenges scientifiques multidisciplinaires et complexes.
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MOTS-CLÉS
exosquelette interaction physique Homme-Robot (ipHR) augmentation assistance rééducation suppléance téléopération
KEYWORDS
exoskeleton | physical Human-Robot interaction (pHRi) | enhancement | assistance | rehabilitation | compensation | teleoperation
DOI (Digital Object Identifier)
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Taxonomie
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1. Généralités
1.1 Définition générale
Un exosquelette est une structure mécanique articulée, passive ou motorisée, revêtue par un sujet humain et conçue dans le but d’interagir physiquement avec une ou plusieurs parties du corps, et ce, au travers de plusieurs ports d’interaction (attaches) lui permettant d’agir directement dans l’espace articulaire du corps du sujet.
cette interaction dans l’espace articulaire sera toutefois plus ou moins contrôlée selon le type de structure exosquelettique (cas de structure non anthropomorphe à contact unique, voir section 2.1.1.2).
L’interaction de l’exosquelette avec le corps humain peut avoir des objectifs fonctionnels en termes de force (transmission ou démultiplication d’efforts, minimisation des coûts métaboliques, reprise des efforts appliqués sur le corps de l’opérateur) ou de mouvement (suivi, correction, prévention, assistance, compensation). Un exosquelette peut donc être considéré comme une orthèse mécanique articulée, car comme cette dernière, il est un appareillage qui compense une fonction absente ou déficitaire (afin, par exemple, de permettre la marche à des patients tétraplégiques), assiste une structure articulaire ou musculaire (afin, par exemple, de décupler les capacités de portage pour des applications militaires ou de minimiser l’effort et la fatigue d’opérateurs dans un contexte industriel) ou stabilise et corrige l’action d’un segment corporel pendant une phase de réadaptation (cas des exosquelettes de rééducation pour les patients cérébrolésés).
Comme pour n’importe quel dispositif robotique, la nature de la tâche, et donc le type d’interaction physique recherché, conditionnent les spécificités mécaniques de chaque exosquelette : capacité en effort du système, nature de la cinématique de la structure, dimensions de l’espace de travail, type d’espace d’interaction (dans l’espace articulaire du corps de l’opérateur et/ou...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - YAGN (N.) - Peters. - US Patent 406,328, July 2 1889.
-
(2) - YAGIST (N.) - Running. - US Patent 420,178, January 28 1890.
-
(3) - YAGN (N.) - Apparatus for facilitating walking. - US Patent 420,179, January 28 1890.
-
(4) - KELLEY (L.C.) - Pedomotor. - US Patent 1,308,675, July 1 1919.
-
(5) - DOLLAR (A.M.), HERR (H.) - Lower extremity exoskeletons and active orthoses : challenges and state-of-the-art. - IEEE Transactions on robotics, 24(1):144-158 (2008).
-
(6) - ZAROODNY (S.J.) - Bumpusher-a powered aid to locomotion. - Technical report, BALLISTIC RESEARCH LABS ABERDEEN PROVING GROUND MD (1963).
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DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
NORMES
-
Robots et dispositifs robotiques – Exigences de sécurité pour les robots industriels – Partie 1 : robots - NF EN ISO 10218-1 - Août 2011
-
Robots et dispositifs robotiques – Exigences de sécurité pour les robots industriels – Partie 2 : système robots et intégration - NF EN ISO 10218-2 - Août 2011
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