Les nouveaux arrivants de l'Université technique de Berlin se présentent avec leur propre exosquelette

L'équipe allemande RISE fera ses débuts au Cybathlon en 2024. Dans un entretien avec le chef d'équipe Lukas Schneidewind, nous discutons des défis et de l'avenir des technologies d'assistance.

Depuis 2013, maxon s'engage dans Cybathlon, un projet à but non lucratif de l'ETH Zurich dans le cadre duquel des équipes d'ingénieurs du monde entier développent des technologies d'assistance pour les personnes handicapées. Tous les quatre ans, ils s'affrontent dans diverses disciplines conçues pour surmonter les défis quotidiens auxquels sont confrontées les personnes en situation de handicap.

maxon participe auCybathlon en tant que Gold Partner et soutient également les équipes locales. L'une de ces équipes vient de l'Université technique de Berlin. En collaboration avec SEI, une initiative pour les étudiants en génie socialement engagés, le Département de génie médical a lancé RISE (Research and Innovation in Student Exoskeleton Development) en tant que module innovant et orienté vers la pratique. RISE vise à aider les personnes atteintes de paraplégie à marcher.

L'exosquelette est développé et optimisé de A à Z par des équipes transdisciplinaires de plus de 40 étudiants. Leur objectif est de développer un exosquelette compétitif pour Cybathlon 2024. Lukas Schneidewind, chef d'équipe et chercheur au Département de génie médical, nous donne un aperçu plus approfondi du projet.

Lukas, pourriez-vous nous en dire un peu plus sur RISE et le concept qui le motive ?

Lukas Schneidewind : Depuis 2022, l'équipe RISE (Recherche et innovation dans le développement d'exosquelettes pour étudiants) travaille avec enthousiasme au développement et à la construction d'un exosquelette pour les personnes paraplégiques. Notre objectif est de participer au CYBATHLON international à l'ETH Zurich du 25 au 27 octobre 2024, avec cette technologie.

Quels sont les défis techniques auxquels ce projet est confronté ?

Lukas Schneidewind : Il y en a plusieurs : en général, la complexité du développement global, y compris la nécessité d'assurer la sécurité et la robustesse de toutes les sous-fonctions. Cela commence par le processus élaboré d'identification des exigences du système. Les exigences doivent d'abord être définies à partir de la case départ. Les défis englobent une variété de domaines techniques et centrés sur l'utilisateur. De nombreux sujets doivent être abordés simultanément, notamment l'alimentation mobile, l'électronique de puissance, la dissipation thermique, la capacité de performance, la construction légère, l'infrastructure logicielle et la communication, la modélisation du contrôleur ainsi que la convivialité et l'intuitivité.

L'un des principaux défis du Cybathlon de cette année est que certains obstacles nécessitent désormais que les exosquelettes aient un contrôle stable de l'équilibre. Cela conduit à de nouvelles tâches techniques, telles que l'augmentation des degrés de liberté pour effectuer des mouvements correctifs.

Comment les moteurs maxon sont-ils utilisés ici ?

Lukas Schneidewind : Les moteurs constituent le cœur de la chaîne cinématique et doivent être aussi compacts et denses que possible pour permettre une dynamique élevée pour nos huit degrés de liberté, malgré un faible poids.

Pourquoi avez-vous décidé d'utiliser les moteurs maxon ?

Lukas Schneidewind : maxon n'est pas seulement réputé au sein de la communauté Cybathlon, mais il est déjà utilisé dans diverses applications de haute technologie. Une gamme d'applications prestigieuses, allant de différents exosquelettes aux rovers martiens, témoignent de la fiabilité et de la qualité des moteurs. De plus, maxon dispose d'un réseau solide, ce qui a permis une collaboration transparente avec Ovalo, notre fabricant de réducteurs.

Comment votre équipe est-elle actuellement structurée ?

Lukas Schneidewind : Nous avons une hiérarchie horizontale avec un niveau de management très allégé composé de quelques personnes qui supervisent le projet. Essentiellement, notre organisation divise nos plus de 40 étudiants assidus en cinq départements : Design, Génie électrique, Génie du contrôle, Interaction homme-machine et Biomécanique, qui englobent un total de 13 équipes.

Certains participants développent et optimisent leurs exosquelettes depuis des années. Quelles sont vos chances en tant que nouveaux arrivants ?

Lukas Schneidewind : Il serait bien sûr présomptueux de s'attendre à gagner du premier coup. Notre équipe est partie d'une ardoise vierge en octobre 2022. Achever le développement d'un système en deux ans est une entreprise colossale. Nous sommes sur la bonne voie, et l'objectif principal est d'amener l'exosquelette sur la ligne de départ. Ce n'est pas grave, si nous devons sauter quelques obstacles à la fin. D'autre part, les changements apportés aux obstacles et le contrôle d'équilibre requis posent un nouveau défi de taille à presque toutes les équipes. Modifier des systèmes existants peut parfois s'avérer plus complexe que de les développer à partir de zéro. Même si ces équipes bénéficient bien sûr de leur expérience antérieure.

Perspectives : D'abord, la participation au Cybathlon, et ensuite ?

Lukas Schneidewind : C'est une bonne question, probablement d'abord des vacances. Mais bien sûr, nous continuerons et viserons à consolider notre équipe d'étudiants nouvellement formée et à la laisser être gérée de manière plus autonome. Nous avons déjà initié ce processus le semestre dernier avec un atelier de projet dirigé par des étudiants, de sorte que le département ne fournit plus qu'un support technique et des espaces de travail et peut utiliser l'exosquelette comme plate-forme de recherche.