L’équipe de l’Université de Tohoku a réussi à simuler les mécanismes de la marche humaine dans un modèle robotique, adaptant la complexité des systèmes musculo-squelettique et nerveux humains aux robots. Cette recherche, publiée le 19 janvier dans le journal PLoS Computational Biology, représente une avancée importante dans la biomécanique et la robotique.
Une démarche naturelle pour les robots bipèdes
Le professeur associé Dai Owaki, co-auteur de l’étude avec Shunsuke Koseki et le professeur Mitsuhiro Hayashibe, explique : « Notre étude a relevé le défi complexe de reproduire une marche efficace à différentes vitesses, élément fondamental du mécanisme de marche humain ». Ils ont développé un algorithme avancé pour optimiser l’efficacité énergétique à diverses vitesses de marche.
Cette analyse approfondie des circuits neuronaux, en particulier ceux contrôlant les muscles lors de la phase de balancement de la jambe, a révélé des éléments clés des stratégies de marche économisant de l’énergie. Ce qui améliore du même coup notre compréhension des mécanismes complexes du réseau neuronal qui sous-tendent la démarche humaine et son efficacité.
Cette recherche a un potentiel immense pour le progrès des robots bipèdes, des prothèses et des exosquelettes motorisés, ce qui devrait améliorer les solutions de mobilité et la robotique quotidienne. Owaki souligne que les connaissances acquises dans l’étude jetteront les bases des avancées technologiques futures.
« L’émulation réussie de la marche à vitesse variable dans un modèle musculo-squelettique, combinée à une ingénierie neuronale sophistiquée, marque un progrès décisif dans la fusion de la neuroscience, de la biomécanique et de la robotique », déclare Dai Owaki. « Cela révolutionnera la conception et le développement de robots bipèdes haute performance, de membres prothétiques avancés et d’exosquelettes motorisés de pointe », assure-t-il encore.
Autrement dit, ces développements pourraient améliorer les solutions de mobilité pour les personnes handicapées et faire progresser les technologies robotiques utilisées dans la vie de tous les jours.
En regardant vers l’avenir, Owaki et son équipe espèrent affiner davantage le cadre de contrôle par réflexe pour recréer une palette plus large de vitesses et de mouvements de marche humains. Ils prévoient également d’appliquer les connaissances et les algorithmes de l’étude pour créer des prothèses, des combinaisons motorisées et des robots bipèdes plus adaptatifs et écoénergétiques. Cela inclut l’intégration des circuits neuronaux identifiés dans ces applications pour améliorer leur fonctionnalité et l’aspect naturel du mouvement.
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