Exosquelette BBEX : technologie de support avancée basée sur la biomécanique de la colonne vertébrale pour une assistance en force multidimensionnelle

Dans les environnements industriels modernes et les emplois à forte intensité physique, les mouvements répétitifs de levage entraînent souvent des lésions de la colonne vertébrale et des muscles du dos, en particulier des blessures lombaires. Ce problème est répandu sur les lieux de travail et suscite une attention croissante. Pour y remédier, la technologie des exosquelettes a été développée afin de fournir un soutien efficace, réduire la fatigue physique et améliorer l’efficacité au travail.

La colonne vertébrale humaine est une structure biomécanique complexe composée de plusieurs vertèbres et articulations intervertébrales, capable de mouvements multi-degrés de liberté. Chaque articulation intervertébrale comprend un disque intervertébral et deux paires d’articulations zygapophysaires, le disque absorbant les chocs et les articulations zygapophysaires contrôlant la flexion et la rotation de la colonne. Cette structure confère à la colonne une flexibilité sur trois degrés de liberté : extension-flexion, inclinaison latérale et rotation axiale. Les muscles érecteurs du rachis, situés le long de la colonne, travaillent en coordination avec l’anatomie vertébrale pour assister divers mouvements, essentiels pour coordonner les mouvements multi-degrés de liberté de la colonne, en particulier lors de levages asymétriques.

Une équipe de recherche de l’Université nationale de Séoul a récemment présenté l’Exosquelette Actif Bilatéral pour les Muscles Érecteurs du Dos (BBEX). Bien que la technologie des exosquelettes ne soit pas nouvelle, le BBEX apporte des améliorations innovantes en termes de conception et de fonctionnalité, notamment en simulant la colonne vertébrale et les muscles érecteurs du dos, visant à améliorer les dispositifs de soutien dorsal existants.

Caractéristiques techniques

Simulation biomécanique: Le BBEX utilise une conception multi-degrés de liberté, intégrant des actionneurs linéaires en série pour imiter la structure naturelle et les schémas de mouvement de la colonne et des érecteurs du dos. Cette conception permet à l’exosquelette de fournir un soutien multidirectionnel, adapté aux différentes tâches de levage asymétrique.

Soutien et confort: En simulant avec précision la fonction des érecteurs du rachis, le BBEX fournit un soutien naturel lors de tâches à haute intensité, réduisant la pression sur la colonne. Sa conception est destinée à coordonner les mouvements naturels de la colonne, améliorant confort et efficacité.

Soutien multidimensionnel: Le BBEX est équipé d’un mécanisme secondaire des érecteurs du rachis (SES), composé d’une série de modules d’entraînement connectés, incluant blocs vertébraux, articulations sphériques et actionneurs linéaires, pour simuler la configuration bilatérale des érecteurs du dos. Ce mécanisme permet une rotation sur trois degrés de liberté similaire à celle de la colonne humaine, fournissant un soutien efficace lors du levage, réduisant la sollicitation des muscles du dos et la pression sur les articulations vertébrales, en particulier lorsque la force des muscles du dos génère principalement des forces de cisaillement articulaire. L’assistance réduit efficacement ces forces.

Vérification de la sécurité: Malgré les aspects innovants du BBEX, la vérification de la sécurité reste cruciale. Le dispositif a été soumis à des tests rigoureux pour assurer sa stabilité et sa fiabilité en conditions réelles.

Perspectives d’application

L’exosquelette BBEX offre un large éventail de possibilités d’application, notamment :

Environnements industriels: Dans des secteurs tels que la construction, la fabrication et l’entreposage, le BBEX peut aider les travailleurs à réduire leur charge physique et à améliorer leur efficacité.

Thérapie de rééducation: IDans le domaine médical, les fonctions de soutien et d’assistance du BBEX peuvent aider les patients à retrouver leur mobilité et à améliorer leur qualité de vie.

Autres applications: Pour des tâches à haute intensité, comme les opérations militaires ou de secours, le soutien supplémentaire fourni par le BBEX présente également une valeur potentielle.

Conclusion

L’Exosquelette Actif Bilatéral pour les Muscles Érecteurs du Dos (BBEX) représente une avancée majeure dans la technologie des exosquelettes. En simulant avec précision les caractéristiques biomécaniques de la colonne vertébrale, le BBEX ouvre de nouvelles possibilités de soutien multidimensionnel. Grâce à cette technologie innovante, l’équipe de recherche de l’Université nationale de Séoul a non seulement fait progresser le développement des exosquelettes, mais a également créé de nouvelles opportunités pour des applications pratiques.

Pour plus d’informations sur les applications des exosquelettes, veuillez consulter: Exoskeleton Motor