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L'avenir de l'ingénierie: les exosquelettes mécaniques surhumains

L'avenir de l'ingénierie: les exosquelettes mécaniques surhumains

Les humains utilisent les avantages mécaniques depuis des milliers d'années avec des poulies et des engrenages. Quand pourrons-nous enfin utiliser le «réel» avantage mécanique présenté par les exosquelettes surhumains? Examinons la technologie actuellement disponible et ce qui est à venir.

Les exosquelettes aujourd'hui

Ainsi, les exosquelettes existent aujourd'hui mais sont loin de la forme que les jours de la science-fiction avaient prédit. Ce sont des appareils encombrants qui peuvent amplifier les capacités humaines, mais sinon, ils sont lents et ont une puissance et des capacités à distance limitées. Les entreprises utilisent déjà des exosquelettes pour améliorer les capacités de leurs travailleurs. Cependant, leur utilisation est principalement de lutter contre la tension du travail répétitif plutôt que de transformer les travailleurs en surhumains.

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Raytheon a construit un exosquelette surhumain qui amplifie les capacités des travailleurs. L'appareil est assez simplifié, mais il n'est en aucun cas minimaliste. Il doit être branché au pouvoir et ses temps de réponse font au mieux défaut. Il s’agit toujours d’un exosquelette, mais qui n’a franchement aucune utilité dans le monde réel.

Le marché mondial des exosquelettes se développe à mesure que la technologie atteint un point de viabilité. Grand View Research suggère que l'ensemble du marché sera évalué à 3,3 milliards USD d'ici 2025. Qu'il s'agisse de fabrication ou de guerre, il existe un besoin important de technologie d'exosquelette. S'il y a tant de besoins, qu'est-ce qui retient les ingénieurs et les concepteurs en mécanique de créer un exosquelette fonctionnel et utilisable?

Les deux industries sont vexées par à peu près le même problème avec la conception des exosquelettes: ils doivent être confortables pour que l'opérateur les porte pendant de longues périodes de temps, mais aussi être suffisamment efficaces pour avoir un sens à porter en premier lieu.

C'est un gros problème d'ingénierie lorsque l'on considère la quantité d'énergie nécessaire pour alimenter ces exosquelettes à un moment donné.

Lorsque vous regardez l'industrie privée, une partie importante des exosquelettes actuellement développés est destinée à une partie spécifique du corps. C'est idéal pour les ouvriers d'usine qui effectuent une tâche répétitive singulière à plusieurs reprises. Par exemple, les travailleurs qui soulèvent des boîtes toute la journée peuvent être aidés par un exosquelette qui soutient les jambes lors du levage.

Cependant, des innovations techniques sont également en cours. Certaines conceptions d'exosquelette visent à exploiter l'énergie du porteur pour la charge lorsqu'il n'utilise pas la mécanique de l'exosquelette. Cela peut potentiellement aider à réduire les temps de charge fréquents.

Commercialement, les exosquelettes présentent un potentiel énorme. Revenant à l'exemple de levage de boîte, la plupart des instances de travail se concentrent autour d'une articulation du corps. Pour le levage de caisses, ce sont les genoux. Pour pousser ou ranger des objets, ce sont les épaules des coudes. Ce sont les points les plus faibles de l'homme sur le plan fonctionnel, de sorte que les exosquelettes, en général, viseront d'abord à renforcer ces régions de l'anatomie.

À plus long terme, les exosquelettes ne sont plus de simples machines à force pour le corps humain et pourraient se transformer en machines très spécifiques. Par exemple, en théorie, un exosquelette pourrait être programmé pour former l'utilisateur à jouer du piano ou de la batterie.

Alimenter les exosquelettes

La source d'alimentation est de loin l'élément le plus important qui empêche les développeurs du futur des exosquelettes. Comme le réacteur à arc de Tony Stark n’existe pas, les ingénieurs doivent choisir principalement parmi une gamme de batteries, en fonction de leur aspect pratique. L'exosquelette Cyberdyne HAL peut fonctionner sur batterie pendant près de 3 heures. Ce n'est pas une quantité de temps insignifiante, mais cela signifierait qu'un travailleur d'usine aurait besoin de 2 exo-combinaisons, ou de 3 charges de batterie, pour passer une journée de travail. C'est loin de la fonctionnalité que nous aurions pu espérer. Emballer autant de jus que nécessaire dans un exosquelette pour lui permettre de durer toute la journée n'est tout simplement pas possible étant donné la technologie de batterie moderne.

Assurer la sécurité de l'exosquelette

L'autre problème majeur de la technologie moderne des exosquelettes se trouve dans les contrôles de sécurité. Ce sont des machines conçues pour s'interfacer très directement avec le corps humain. Si quelque chose est fait qui provoque un dysfonctionnement de la machine, des blessures graves pourraient en résulter pour l'utilisateur. Cela a laissé la plupart des grands exosquelettes relégués aux études de laboratoire.

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Il ne fait aucun doute que les technologies de conception additive et générative joueront un rôle important dans l'avenir de la technologie des exosquelettes. Étant donné que la réduction du poids est un facteur majeur dans leur conception, le treillis organique et la structuration générative peuvent aider les conceptions à s'interfacer plus naturellement avec l'utilisateur humain.

À l'heure actuelle, le domaine de la conception mécanique a évolué à un point tel que les problèmes présentés avec les exosquelettes sont facilement résolus. Alors que les batteries continuent de rétrécir et deviennent capables de stocker plus d'énergie, le temps des exosquelettes légers commerciaux peut être sur nous.

Exosquelettes permettant aux handicapés

Nous avons passé beaucoup de temps à parler de la façon dont les exosquelettes aideront les personnes valides à travailler mieux ou plus rapidement. Cependant, une grande partie de l'utilisation de l'exosquelette consiste à aider les personnes paralysées à se lever et à marcher à nouveau.

Étant donné que les exosquelettes peuvent augmenter de manière essentiellement exponentielle la puissance des muscles humains, cela signifie également que lorsqu'un humain manque de muscles humains fonctionnels, ils peuvent rester en place. Regardez la vidéo ci-dessous qui détaille un appareil d'exosquelette qui permet à une personne handicapée de marcher à nouveau.

De toute évidence, il existe un grand nombre d'utilisations pour les dispositifs d'exosquelette fonctionnellement utiles. Leur développement se poursuit à travers le monde. Alors que nous commençons déjà à voir certains dispositifs d'exosquelette mis en œuvre dans des conditions spécifiques d'usine ou de style de vie, il peut arriver un moment dans un avenir pas si lointain où n'importe qui peut acheter un exosquelette.

Peut-être pourriez-vous vous rendre dans votre magasin d'articles pour la maison et en choisir un à louer pour la journée pendant que vous avez terminé un projet de rénovation domiciliaire? L'avenir semble prometteur pour les exosquelettes robotiques, et je suis vraiment impatient de voir ce qu'il apporte.


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