Un pas vers l'indépendance avec l'exosquelette TWIICE One
L'athlète Silke Pan monte les escaliers avec le nouvel exosquelette TWIICE One. © Alain Herzog/EPFL
La nouvelle version du dispositif d’assistance à la marche est plus légère, plus ergonomique, plus puissante et surtout peut être équipée et utilisée sans assistance. L’athlète handisport Silke Pan l’a testé.
Silke Pan arrive en chaise roulante. L’ancienne acrobate, devenue paraplégique suite à un accident de trapèze, se hisse, toujours à la force des bras, hors de son fauteuil. Elle se glisse sur un petit tabouret, déjà occupée par un dispositif autonome comprenant deux « jambes » finement articulées. Seule, Silke Pan place, à l’aide de ses mains, une jambe, puis l’autre, dans la structure externe. Elle ferme les velcros sur ses pieds, verrouille les attaches sur ses cuisses et sur ses jambes et serre les sangles de la batterie dorsale sur son buste. A l’aide de béquilles, garantes de son équilibre et accueillant les commandes de l’exosquelette, elle se met debout. Soutenue par la structure en fibre de carbone et aluminium, elle marche.
L’athlète suisse, championne de handbike, collabore depuis 2016 avec les chercheurs du Laboratoire de systèmes robotiques de l’EPFL (LSRO) au développement de l’exosquelette d’assistance à la marche TWIICE. Sa précieuse aide a permis aux scientifiques de construire de toute pièce une structure robotique capable non seulement de soutenir entièrement son corps mais encore, de guider ses pas. Avec TWIICE, Silke Pan et les chercheurs ont même remporté le 4e prix du du Cybathlon de Zurich en 2016 et la médaille d’or à celui de Düsseldorf un an plus tard.
Une avancée centrale
Après deux ans de développement, une nouvelle version, TWIICE One, est maintenant au point. Sa silhouette est plus fine, son design plus léger, sa performance doublée. Mais surtout, son ergonomie «permet l’autonomie», apprécie Silke Pan qui peut désormais installer et ôter le dispositif seule. Même si une personne accompagne toujours l’athlète par mesure de sécurité, l’indépendance est pour elle une avancée centrale.
Comme la version précédente, TWIICE One est doté de deux moteurs électriques par jambe qui permettent la mobilisation des deux articulations de la hanche et du genou. Mais grâce à de nouveaux actionneurs, intégrés au design, l’encombrement de l’exosquelette est considérablement réduit, facilitant son utilisation. Techniquement, le nouvel appareil bénéficie de deux fois plus de couple que le précédent pour un volume réduit de moitié.
Le poids reste identique, 16 kilos, de même que l’autonomie de la batterie qui avoisine les 3 heures. Trois modes de marche, plus ou moins rapide, ainsi que la montée ou descente d’escaliers peuvent être commandés depuis la poignée d’une des béquilles. «La marche demande moins de force, mais toujours une importante concentration pour garder le corps droit», remarque la pilote.
Des premiers essais prometteurs
Pour les deux partenaires industriels du projet, ce nouveau prototype a aussi été un défi. «Notre collaboration avec le LSRO et l’équipe TWIICE nous a amenés à relever le défi de concevoir des actionneurs puissants et ultra-compacts pour mobiliser cet exosquelette», explique Olivier Pajot, responsable de la cellule d’innovation de Sonceboz sise à l’EPFL Innovation Park. «Le fruit de cette collaboration se concrétise par ce nouvel exosquelette, testé par Silke Pan, et dont les premiers essais semblent déjà très prometteurs.»
«Nous sommes très fiers de collaborer en tant que partenaire technologique avec l’EPFL et l’équipe TWIICE, depuis maintenant trois ans, sur les développements des exosquelettes», ajoute Jonathan Brossard, CEO du Groupe Fischer Connectors, partenaire dans le domaine de la connectique. «Ce projet nous tient particulièrement à cœur car il est centré sur l’humain et les améliorations que l’on peut apporter à notre quotidien. Il illustre aussi la façon dont nous réimaginons la connectivité avec et au service de nos clients pour co-créer des applications qui ont un réel impact positif sur la qualité de vie de milliers de personnes.»
Une start-up et le cybathlon 2020
«Il faut maintenant mettre la technologie à l’épreuve et travailler sur l’accessibilité de ce type de solutions d’assistance à la marche à plus de personnes», avance Mohamed Bouri, responsable du projet au LSRO. «Il s’agit notamment de tester la solidité du système, la stratégie et de mesurer le gain en accessibilité et en indépendance au quotidien», ajoute le doctorant Tristan Vouga. Les chercheurs voudraient aussi améliorer l’expérience pour l’utilisateur, par exemple avec des modes de marche plus fluides ou des senseurs capables de détecter seul un obstacle sur le parcours.
Parallèlement, les scientifiques s’accordent sur le fait que cette technologie ne doit pas rester orpheline. Une start-up éponyme est en cours de constitution afin de pouvoir commercialiser ces exosquelettes – qui restent toujours des appareils faits sur mesure – pour qu’ils bénéficient à d’autres personnes qui en ont besoin. Le projet a reçu le soutien du NCCR Robotics Spin Fund. Quant aux compétitions, l’équipe est d’ores et déjà inscrite au Cybathlon 2020.