Ce n’est pas de la science-fiction, et ce n’est pas une scène tout droit sortie d’Alien. Les exosquelettes alimentés par l’intelligence artificielle évoluent peu à peu, passant du stade de prototypes de laboratoire à une réalité tangible.
Des chercheurs de Georgia Tech ont réussi à raccourcir le temps d’apprentissage de ces dispositifs robotiques portables, offrant ainsi aux personnes à mobilité réduite une assistance pratique et efficace dans leur vie quotidienne.
Défis de l’entraînement des exosquelettes
Pour concevoir ces dispositifs robotiques utiles, destinés à aider par exemple les patients ayant subi un AVC ou une amputation, il est essentiel de former les systèmes informatiques qui les contrôlent.
Cela nécessite un investissement conséquent en temps, argent et infrastructures spécialisées pour rassembler des volumes considérables de données humaines.
Même une fois qu’un ingénieur dispose d’un dispositif et d’une intelligence fonctionnelle, connus sous le nom de contrôleur, toute mise à jour ou amélioration du système d’exosquelette requiert souvent de nouvelles collectes de données, entraînant un démarrage complet du processus.
Cela rendait ce défi coûteux et pratiquement irréalisable dans le monde réel.
Cependant, grâce aux avancées technologiques, la donne change. Des ingénieurs et informaticiens de Georgia Tech sont à la pointe de cette révolution. Ils ont conçu une outil d’intelligence artificielle capable de transformer d’importantes quantités de données existantes sur les mouvements humains en contrôleurs opérationnels pour les exosquelettes.
Et cela, sans nécessiter de nouvelles données ou d’incroyables sessions de labo.
Ce procédé a donné naissance à un cerveau pour exosquelette, capable de fournir une assistance significative lors des mouvements de la hanche et du genou, avec des performances comparables aux meilleurs contrôleurs actuels.
“Il représente un progrès colossal en matière d’efficacité de recherche. Mais ce qui me passionne particulièrement, c’est son impact potentiel dans le monde réel”, a expliqué Aaron Young, professeur associé en ingénierie mécanique à Georgia Tech.
Un modèle qui renforce l’effort humain
Les chercheurs ont testé leur approche avec un exosquelette pour membres inférieurs, c’est-à-dire pour les jambes, en utilisant des données existantes sur les mouvements humains.
Le projet a été dirigé par Keaton Scherpereel, en étroite collaboration avec Young et Omer Inan, ainsi que Matthew Gombolay, dont l’équipe a développé le système d’IA à la base de cette avancée.
La clé du succès réside dans l’utilisation d’un type d’IA appelé CycleGAN, qui relie les données de personnes se déplaçant sans exosquelette avec celles de leur déplacement avec un appareil.
Le système évalue ainsi le niveau d’assistance robotique requis et ajuste en conséquence les mouvements de la hanche et du genou.
Young compare cette technique à celle d’un traducteur pouvant convertir des informations d’un “langage” à un format compréhensible par n’importe quel robot.
Ce modèle ne prévoit pas ce que l’utilisateur souhaite réaliser, mais détecte comment s’articulent ses mouvements et quel effort il fournit, optimisant ces mouvements jusqu’à 20 % .
“Ce potentiel pourrait multiplier le nombre de chercheurs pouvant travailler dans ce domaine. Avec cette synergie, qui sait quelles innovations incroyables pourraient émerger ?”, conclut Scherpereel.
Les perspectives offertes par ce projet sont très encourageantes, avec des applications potentielles dans les prothèses, les membres supérieurs, et même dans des robots autonomes, rendant ainsi la science-fiction toujours plus proche de notre quotidien.
Points à retenir
- Les exosquelettes ne sont plus de simples prototypes mais commencent à se déployer dans le réel.
- Le défi principal réside dans l’entraînement des systèmes de contrôle qui demandent des données humaines répétées.
- Georgia Tech a développé une solution permettant d’utiliser des données existantes pour former ces systèmes plus rapidement.
- Un modèle d’IA innovant facilite l’assistance robotique, optimisant les mouvements des utilisateurs.
- Ce projet ouvre la voie à de nombreuses applications futures dans le domaine médical et technologique.
À titre personnel, je suis enthousiaste face à cette avancée. N’est-il pas fascinant de penser que la technologie avance si rapidement que les frontières entre la science-fiction et notre quotidien commencent à s’estomper ? Ce développement, qui pourrait améliorer la vie de tant de personnes, nous pousse à envisager un futur où les technologies d’assistance jouent un rôle de plus en plus crucial dans nos sociétés. Quels autres domaines pourraient encore bénéficier de telles innovations ?