Les exosquelettes arrivent

Etat des lieux du marché des exosquelettes civils et militaires à travers les principaux fabricants

Un exosquelette qu’est-ce que c’est ? Littéralement, c’est un squelette situé à l’extérieur du corps, chez l’insecte on l’appelle la carapace tout simplement.

De nos jours, on entend plutôt par là une combinaison robotique que l’on enfile à la manière d’un baudrier d’escalade ou d’un gilet de plongée sous-marine. Cette combinaison est actionnée de manière autonome par des moteurs, on parle donc d’exosquelette motorisé.

Le concept a été abondamment utilisé par les œuvres de science-fiction. Wikipedia en attribue la paternité à l’écrivain E.E. Smith dans un roman paru en 1937. On le retrouve depuis dans les jeux-vidéos (Halo, Fallout …), la bande dessinée (Iron-Man, Ghost in The Shell …) ou le cinéma (Alien, Matrix Revolution….).

Exosquelette Alien 2

L’exosquelette Caterpillar dans Alien 2 (1986)

A quoi ça sert ? Bien que la technologie soit encore balbutiante, on peut distinguer deux grandes thématiques :

  • La réhabilitation : permettre à des handicapés de se déplacer à nouveau (la machine remplaçant les muscles défaillants)
  • L’augmentation : ici l’exosquelette vient démultiplier les capacités physiques originelles du porteur. Dans l’industrie on commence à déployer des modèles pour aider les ouvriers à porter des charges lourdes. Les militaires sont évidemment très intéressés également.

Le secteur est aujourd’hui en pleine ébullition, je vous propose donc un rapide tour d’horizon des différents fabricants présents sur le marché.

Le pionnier : Cyberdyne (Japon)

Fondé par le professeur Yoshiyuki Sankai pour commercialiser le résultat de ses recherches à l’université de Tsukuba ; Cyberdyne commercialise depuis 2009 son HAL 5 pour Hybrid Assistive Limb. HAL lit le signal électrique généré par le muscle et peut en amplifier le mouvement. La première application est de rendre mobile des personnes handicapées comme des malades de la polio dont les muscles sont trop faibles pour pouvoir bouger. L’entreprise vise également les personnes âgées.

Exosquelette HAL - Cyberdyne

Exosquelette HAL – Cyberdyne

On peut bien sûr aussi l’utiliser pour amplifier les performances d’une personne valide : le Pr. Sukai expliquait dans une interview en 2015 que HAL permettait de soulever sans effort 80kg pendant 5 à 10 minutes. Un utilisateur avait soulevé 180kg en utilisant une presse à jambe de salle de musculation. En 2011, un journaliste américain a pu tester l’exosquelette lors d’un salon à Las Vegas ; comme il était valide le niveau de puissance était réglé sur 1 sur une échelle de 4 et il a rapporté avoir la sensation de marcher sans aucun effort.

Aujourd’hui Cyderdyne élargie sa gamme et propose des modèles adaptés aux différents usages : industriel, réeducation, membres inférieurs seulement ou corps complet …

En 2014, 355 unités étaient en service au Japon dans 162 établissements. Cyberdyne loue ses exosquelettes auprès de ses clients entre $1,000 et $2,000 par mois.

Lors du dernier exercice clôturé en Mars 2015, l’entreprise a réalisé 631 millions de Yen de chiffre d’affaires, soit 6,7 millions d’euros et une progression de près de 40% sur un an. L’entreprise est toujours largement en perte, plombée par ses coûts de R&D (150% du CA en 2013) et ses ventes pas assez importantes pour absorber sa structure.

Dans sa communication financière récente, le groupe côté à la bourse de Tokyo rapporte avoir plusieurs de ses modèles en cours d’essai médicaux en Allemagne. Une demande d’agrément a été déposée en Octobre 2014 auprès des autorités américaines, elle devrait aboutir fin 2015. En Juillet 2015, la compagnie a signé un contrat avec l’aéroport Haneda de Tokyo pour équiper les bagagistes dans le cadre d’un vaste plan de robotisation.

Le hardi : ReWalk Robotics

ReWalk Personnal 6.0 / ReWalk

ReWalk Personnal 6.0 / ReWalk

L’américain ReWalk Robotics a récemment publié une vidéo montrant un homme paralysé marcher seul dans les rues de New York équipé du ReWalk Personal 6.0 et de béquilles. La précédente version de cet exosquelette conçu pour les personnes souffrant de dommage à la moelle épinière avait été approuvée par la FDA aux Etats-Unis pour un usage privé et clinique. A ce jour il s’agit du seul dispositif qui a publiquement démontré son efficacité dans un milieu non clinique. En 2012, l’entreprise fondée par un entrepreneur israélien lui-même paralysé avait déjà fait parler d’elle en équipant la première femme paralysée à ‘‘courir’’ le marathon de Londres.

Contrairement au HAL de Cyberdyne, le ReWalk détecte le basculement du corps vers l’avant pour se mettre en marche, la démarche est entièrement dirigée par le logiciel interne.

Les utilisateurs doivent être capables de se servir de béquilles ou d’un déambulateur. A cette condition, l’exosquelette leur permet de pourvoir à nouveau marcher, se déplacer et même emprunter les escaliers. A ce jour 66 personnes ont fait l’acquisition du ReWalk Personal selon le dirigeant de ReWalk. Le modèle 6.0 est vendu au prix de $77,000.

Cette dernière annonce semble donner à ReWalk une longueur d’avance sur ses concurrents directs : Ekso Bionics, le Neo-Zelandais Rex Bionics ou Indego (ex Parker Hannifin).

ReWalk Robotics a réalisé près de $4 millions d’activité en 2014.

Le touche à tout : Ekso Robotics

Fondée en 2005 par des universitaires du laboratoire de robotique de l’université de Berkeley, Berkeley ExoWorks devint ensuite Berkeley Bionics puis Ekso Robotics.

Dans un premier temps, l’entreprise qui ne commercialise aucun produit va d’abord concevoir des exosquelettes destinés à porter des charges : l’ExoHiker d’une capacité de 90kg qui sera amélioré avec la finalisation de l’ExoClimber, capable de franchir des pentes et des escaliers.

Exosquelette militaire HULC - Lockheed Martins

Exosquelette militaire HULC – Lockheed Martins

En 2008, Ekso signe un partenariat avec Lockheed Martin sur la licence de certaines technologies propriétaires. Une version militarisée des premiers prototypes verra le jour sous l’acronyme HULC (Human Universal Load Carrier) que le géant de la défense vend désormais au génie de l’armée US pour $250,000 (source).

Ekso continue à tirer de substantielles parts de ses revenues de bourses de recherche, notamment du ministère de la défense américain. Elle bénéficie également depuis 2013 de contrat d’exploitation de certaines de ses technologies propriétaires par Lockheed Martin. Entre 2009 et 2013 le montant des royalties perçues s’est élevé à environ $1,2 million par an.

En Janvier 2015, la compagnie a dévoilé que l’armée au travers du Special Operation Command (SOCOM) lui avait accordé plus de $35 millions pour concevoir la base de l’armure TALOS (Tactical Assault Light Operator Suit) ; projet sur lequel planche des dizaines d’entreprises, d’universités et de laboratoires.

En 2010, Ekso se développe dans le secteur médical au travers d’une adaptation de son exosquelette destinée aux personnes handicapées. D’abord baptisé eLegs, il sera renommé plus simplement Ekso. Aujourd’hui 125 unités sont en service dans 20 différents pays (source).

Ekso a publié un chiffre d’affaires de $5,3 millions pour 2014, réalisé pratiquement à égalité entre les produits médicaux et sa division engineering (licence de brevets et bourses de recherche essentiellement).

Le marchand d’arme en reconversion : Lockheed Martin

Publicité pour l'exosquelette MANTIS - Lockheed Martin

Publicité pour l’exosquelette MANTIS – Lockheed Martin

Le géant de la défense américain Lockheed Martin est particulièrement en pointe dans le domaine des exosquelettes. Un département dédié basé en Floride lui est d’ailleurs consacré au sein de la division Missiles and Fire Control.

Fort de sa première expérience avec l’exosquelette HULC, le groupe a décidé en 2012 d’étudier la question d’un exosquelette conçu pour les ouvriers des chantiers navals. Pourquoi ? Car les blessures professionnelles des ouvriers viennent grever le coût des navires et donc le budget de l’US Navy.

Au départ, il assembla simplement un HULC avec un bras zeroG de la startup Equipois Inc.( (qui permet de décharger l’opérateur du poids d’un outil lourd). Ce ‘’bricolage’’ devint MANTIS puis FORTIS au fil des versions.

Particularité technique intéressante, FORTIS n’est pas motorisé et repose simplement sur un système de ressorts et autres pièces mécanique à la manière d’une steadycam au cinéma. Dans un communiqué de presse Lockheed décrit son produit comme un ‘exosquelette non motorisé léger qui augmente la force et l’endurance de l’utilisateur en transférant le poids des charges lourdes du corps de l’utilisateur vers le sol’

En Août 2014, Lockheed a signé un contrat avec la marine US pour essayer 2 exemplaires de FORTIS. Il y a fort à parier que les actionnaires et les dirigeants du groupe qui réalise chaque année plus de $45 milliards de chiffre d’affaires voient d’un très bon œil toute source de revenue décorrélée du secteur militaire.

Le gladiateur : Scanos (Raytheon)

XOS 2 - Raytheon

XOS 2 – Raytheon

En 2008, Sarcos qui a été racheté en 2007 par le mastodonte Raytheon, dévoile son XOS 1, qui sera suivi du XOS 2 en 2010. Rapidement surnommé ‘Iron Man suit’, il est capable de porter jusqu’à 70kg sans effort tout en conservant suffisant d’agilité pour un soldat.En 2000, la DARPA une agence dépendant du ministère de la défense américain attribue une bourse à Sarcos pour la conception d’un exosquelette motorisé militaire après l’étude de 14 dossiers. Le programme amènera un financement de plus de $10 millions.

En 2011, l’inventeur du XOS estimait être capable de passer en phase de production d’ici 5 ans. Cela implique que des progrès suffisant auront été réalisé en terme de consommation d’énergie et de performance pour justifier un usage militaire qui ne laisse pas place à l’approximation.

De nouveaux acteurs arrivent en masse : multinationales et start-up

Le japonais Panasonic a annoncé  le lancement de son Assist Suit AWN-03 en Septembre 2015 (les publicités sont déjà diffusées à la télévision japonaise). Ce dispositif pèse 6 kilos et permet de soulever jusqu’à 15 kilos sans efforts. Il sera disponible sur le marché autour de $8,000. Des tests sont en cours auprès d’ouvriers dans les entrepôts et l’industrie forestière.

Il aura fallu plus de 10 ans à Panasonic pour sortir cette première version commerciale des laboratoires de sa filiale ActiveLink, créée en 2003.

Un modèle avancé capable de porter des charges jusqu’à 100 kilos est déjà sur les rails. Le porte-parole de Panasonic Mio Yamanaka a par ailleurs déclaré que son groupe anticipait un usage généralisé des exosquelettes dans la vie courante d’ici 15 ans.

Assist Suit de Panasonic - Panasonic

Assist Suit de Panasonic – Panasonic

Un autre géant japonais, Honda,  étudie depuis des années des solutions d’assistance à la marche mais aucune annonce de mise sur le marché future n’est paru depuis quelques ballons d’essais en 2013.

Le numéro 2 mondial des chantiers maritimes, le coréen Daewoo a dévoilé en 2013 équiper ses ouvriers d’un exosquelette conçu en interne capable de supporter une charge de 30 kilos et doté d’une autonomie de 3 heures.

Le groupe Volkswagen expérimente l’emploi d’un exosquelette pour soulager ses ouvriers qui doivent travailler dans une position accroupie. C’est la start-up suisse Noone (http://noonee.com/) qui fournit ce qu’elle appelle la chaise invisible (chairless chair).

Systême Nooni dans une usine Volkswagen - Noone

Systême Nooni dans une usine Volkswagen – Noone

Quelques français qui essaient de tirer leur épingle du jeu

Hercule v3 civil – RB3D

La start-up auxerroise RB3D s’est d’abord fait connaitre en signant un contrat en 2009 avec la Direction Générale de l’Armement pour la fourniture d’un exosquelette militaire destiné aux fantassins, mais aussi aux pompiers ou démineurs qui doivent travailler avec des protections lourdes.

Un premier modèle voit le jour en 2011. Il va évoluer jusqu’à une troisième version à usage civil dévoilée publiquement lors de différentes manifestations professionnelles comme l’Innorobo à Lyon. D’une capacité de 40kg pour une autonomie de 4 heures, le modèle est proche de la phase de commercialisation et son prix se situerait autour de €30.000.

Une version militarisée d’une capacité de 100kg est toujours en voie de développement.

La société L’Aigle, fabricant de stabilisateur de caméras depuis 2003, commercialise également des exosquelettes mécaniques à destination de l’industrie sous la marque Exhauss.

La start-up Wandercraft, fondée en 2011 par deux étudiants de polytechnique, est également dans la course forte du soutien du groupe Gorgé à son capital. Elle entend finaliser son prototype Atalante et le soumettre à des essais cliniques mi-2016.

Conclusion

Un écosystème est clairement en train de se former autour des exosquelettes. Les premiers modèles commerciaux arrivent sur le marché et devraient se diffuser rapidement.

Les utilisateurs potentiels sont en effet légions : les personnes handicapées mais aussi les millions de personnes âgées qui pourraient ainsi retrouver de la mobilité.

Dans l’industrie, ce sont également des millions de travailleurs qui pourraient voir leur quotidien facilité : ouvriers de l’industrie ou du bâtiment, manutentionnaires dans la logistique…

Enfin les militaires, plus discrets, sont néanmoins en première ligne de la recherche. Gageons que les inventions pour le fantassin s’inviteront rapidement dans la sphère civile.

Comme pour toute technologie, le poids des équipements, leur autonomie, leur performance vont continuer à progresser tandis que le coût devrait rapidement chuter à la faveur du passage en production industrielle.

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2 Comments

  1. cavory olivier

    bonjour je suis olivier cavory atteint d’une SEP depuis février 2011 ayant beaucoup de difficultés a me déplacer debout
    mais j’ y arrive sur 30 m avec canne
    je serait très interrsser par votre matériel
    Je suis souvent a l hopital duchenne de boulogne sur mer suivi par le neurologue docteur devos
    nous reston si vous le voulez a votre écoute
    a bientôt

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    1. Curious Crow (Post author)

      Bonjour Monsieur,
      Ravi que l’article vous ait intéressé. Je ne suis ni vendeur ni médecin et je ne suis malheureusement pas en mesure de vous apporter une aide particulière.
      Les dispositifs que j’évoque commencent à être commercialisés. Aux Etats-Unis un patient a pu se voir rembourser l’achat d’un exosquelette de 70,000 dollar en remplacement de son fauteuil roulant (http://bit.ly/22EXtc0).
      Amicalement,
      EL.

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