Exosquelette "Qu'est-ce que c'est ? Le mot exosquelette vient du grec et comprend les mots "exo" (extérieur) et "skeletos" (corps desséché). Un exosquelette (également appelé combinaison robotisée) désigne une structure, généralement mécanique et assistée par un moteur, qui est fixée à l'extérieur du corps d'une personne et sert de corset de soutien à la personne qui la porte. Les exosquelettes vont également devenir plus populaires à l'avenir sous la rubrique de la mobilité augmentée.
En bref :
Les exosquelettes peuvent améliorer les performances des utilisateurs non handicapés et restaurer le mouvement des personnes ayant des difficultés à marcher.
Le règne animal a servi de modèle d'ingénierie pour la biomécanique, car les animaux articulés utilisent principalement des exosquelettes, notamment les crabes et les arachnides, car les animaux articulés n'ont pas de squelette interne, mais utilisent ce type d'exosquelette (squelette externe) pour se stabiliser. La première tentative enregistrée de construction d'un exosquelette mécanique moderne a probablement été le Hardiman, un prototype expérimental infructueux de General Electric datant de 1965. Le Hardiman devait permettre à l'utilisateur de porter des charges pesant jusqu'à 680 kg. Cependant, l'utilisateur ne pouvait pas contrôler l'exosquelette et le projet a été abandonné. Le Fraunhofer Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik est le premier institut de recherche au monde à avoir réussi à développer un simulateur de marche appelé "HapticWalker", qui devrait permettre aux patients victimes d'un AVC de réapprendre à marcher. Le premier exosquelette sans propulsion a été breveté par l'inventeur russe Nicholas Yagn dès 1890 Il se compose de deux ressorts à lames disposés parallèlement aux jambes pour améliorer la vitesse de marche de l'infanterie.
développement jusqu'à aujourd'hui :
Parmi d'autres avancées à la fin du XXe et au début du XXIe siècle, le financement de l'Exoskeleton for Human Performance Augmentation Program 6 de la Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) des États-Unis a permis le développement de robots portables pour les membres inférieurs (notamment l'exosquelette pour les membres inférieurs de Berkeley et le Sarcos Guardian XO, afin d'augmenter la force et de réduire l'effort lors du transport de charges). La technologie a ensuite été adaptée à d'autres domaines, notamment la rééducation et l'industrie.
Le fonctionnement des exosquelettes est facile à expliquer : les exosquelettes actuels sont faciles à monter et sont utilisés dans l'industrie 4.0 comme forme de prévention de la santé en entreprise ainsi qu'en médecine. Ces exosquelettes motorisés pour les membres inférieurs sont particulièrement utilisés dans la rééducation médicale (réadaptation). Par exemple, les patients atteints de paraplégie, de sclérose en plaques ou de paralysie suite à un accident vasculaire cérébral peuvent bénéficier d'un entraînement avec ce système.
Il existe des systèmes d'exosquelettes pour le haut du corps et des robots exosquelettes pour les jambes, ainsi que des gants exosquelettes.
Dans le cadre de la rééducation médicale, par exemple dans les cliniques de rééducation, les exosquelettes sont limités à des traitements locaux temporaires. Dans ce cas, ils servent par exemple d'appareil d'entraînement pendant la durée de la mesure de rééducation stationnaire ou ambulatoire.
Grâce à l'amélioration des techniques de propulsion et des batteries longue durée, les exosquelettes sont désormais également utilisés à des fins personnelles. Les porteurs peuvent ainsi se tenir debout, marcher et être moins dépendants de tiers. Ces exosquelettes modifiés sont adaptés à une utilisation permanente et personnelle dans l'environnement quotidien des particuliers, où ils sont désormais utilisés.
Dans le cadre d'une application médicale, par exemple après une paraplégie, un exosquelette peut être une possibilité supplémentaire de fourniture d'aides lorsque les caractéristiques structurelles et fonctionnelles du système neuromusculaire et squelettique sont trop limitées pour pouvoir obtenir une mobilisation par une orthèse.
Chez les patients atteints de paraplégie complète, les exosquelettes sont utilisés comme alternative à une orthèse sous ce critère pour les hauteurs de lésions supérieures à la vertèbre thoracique.
Chez les patients atteints de paraplégie incomplète, les orthèses conviennent même pour des hauteurs de lésion supérieures à T12, afin de stimuler suffisamment l'activité propre du patient pour que les mesures de mobilisation puissent être efficaces.
La structure de l'exosquelette dépend de l'application et de la partie du corps à soutenir. Les exosquelettes se divisent en deux types en fonction de l'assistance qu'ils fournissent : Les exosquelettes passifs et les exosquelettes actifs.
Alors que les exosquelettes actifs fournissent une assistance électrique ou pneumatique, les versions passives utilisent des ressorts mécaniques. Les exosquelettes passifs ne nécessitent pas d'alimentation externe. Pour les exosquelettes actifs, on distingue les batteries ou les bouteilles de gaz à emporter et les systèmes d'alimentation fixes tels que le réseau électrique ou les systèmes à air comprimé.
Les exosquelettes sont disponibles pour les mains, les bras, les épaules, le tronc et les jambes.
Les exosquelettes sont classés en fonction de leur fonction d'assistance : ceux destinés à assister la force, ceux destinés à augmenter l'endurance du porteur et ceux destinés à augmenter la vitesse de déplacement.
Les exosquelettes actifs pèsent beaucoup plus que les exosquelettes passifs. Ils commencent à peser entre 15 kg et 25 kg.
Les exosquelettes passifs légers sont souvent utilisés pour corriger la posture (lors du levage ou de la position assise) ou pour supporter le poids d'outils lors de travaux au-dessus de la tête. Les exosquelettes actifs offrent la possibilité de soulager le porteur lors de travaux de levage.
En principe, les exosquelettes peuvent être divisés en deux types en fonction de leur type d'assistance de force : Les exosquelettes passifs et les exosquelettes actifs.
Les exosquelettes passifs assistent le porteur à l'aide de moyens mécaniques tels que des systèmes à ressort ou à câble. L'énergie est stockée mécaniquement au moyen de ressorts, l'énergie potentielle avec laquelle les ressorts sont précontraints lors d'un mouvement donné d'une partie du corps aidant par la suite les collaborateurs à effectuer le mouvement inverse. Ils ne nécessitent donc pas l'utilisation de moteurs ou de capteurs, sont généralement plus légers ou plus silencieux et beaucoup plus simples à mettre en place.
Les exosquelettes actifs fournissent un support mécatronique actif pour les efforts physiques individuels ou combinés. Comme ils sont actionnés pneumatiquement ou par des moteurs, qu'ils sont alimentés en électricité et qu'ils sont généralement modulaires et extensibles, ils présentent une complexité, un poids et une formation beaucoup plus élevés. L'alimentation en énergie des exosquelettes actifs est généralement électrique. Soit une batterie est intégrée dans la structure de soutien, soit l'exosquelette est directement connecté au réseau électrique. L'entraînement peut également être pneumatique.
Un exosquelette passif reçoit son énergie par la précontrainte d'un mécanisme à ressort ou d'un élastique, qui doit être renvoyée à l'exosquelette via la propre force musculaire après chaque soutien de force dans la direction opposée. Conséquence : la force est redistribuée et est à nouveau disponible pour le prochain mouvement de charge. La charge est ainsi mieux adaptée aux mouvements naturels du corps humain. L'exosquelette ajoute de la force lors de l'opération de levage en hauteur et soutient l'appareil locomoteur autour des épaules et des bras.
Dans le mouvement descendant, l'actionneur est remis en tension pour le prochain levage par l'utilisateur. La force d'assistance disponible de l'exosquelette passif est donc limitée par la force que l'utilisateur doit fournir pour précontraindre le système. Pour obtenir un soutien plus important, par exemple lors du déplacement de charges lourdes, il faudrait également générer des tensions plus élevées. La tension et le relâchement continus de l'exosquelette peuvent être très fatigants pour les mouvements très monotones et répétitifs.
Recommandation : pour une activité en hauteur, jusqu'à 45 minutes d'affilée pour que l'exosquelette s'oppose au poids de l'outil à soulever.
Souvent, la précharge est variable et peut être réglée individuellement à l'aide d'écrous moletés ou d'outils en ce qui concerne le niveau de force et la force maximale du ressort. Cela permet d'adapter les caractéristiques de l'assistance, mais pas pendant le travail. Selon la conception et la forme du système, l'exosquelette passif doit être retiré et partiellement modifié, ce qui prend beaucoup de temps et n'est souvent pas pratique.
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Droit d'auteur de Tom Illauer
Sur le plan scientifique, les exosquelettes sont étudiés dans le domaine de la robotique de rééducation et font l'objet de recherches empiriques dans de nombreuses universités. Spécialement à des fins thérapeutiques, il fait partie d'un domaine de recherche interdisciplinaire. N'hésitez pas à consulter notre rubrique Études et universités de recherche avec des listes et des contacts. Vous trouverez dans notre aperçu une vue d'ensemble de l'utilisation des exosquelettes.
Cela dépend spécifiquement du fabricant et de la solution, ainsi que du domaine d'application souhaité et de vos diagnostics ou conditions générales. Vous trouverez également ci-dessous des informations sur la manière dont vous devez porter l'exosquelette ou sur la façon dont un exosquelette réduit les douleurs dorsales :
Il existe néanmoins des dénominateurs communs, mais nous vous recommandons vivement de demander un conseil individuel :
Ces systèmes ont été conçus pour les personnes atteintes de paraplégie complète ou incomplète, qui peuvent s'appuyer sur des cannes anglaises avec les mains et les épaules. Des facteurs tels qu'une densité osseuse suffisante et l'amplitude des mouvements des différentes articulations (hanche, genou, pied) doivent être clarifiés au préalable. Un entraînement régulier en position debout (par ex. table ou fauteuil roulant verticaux) au préalable est bénéfique en termes de stabilité du système cardiovasculaire et de contrôle du tronc. Une déclaration de non objection au test signée par le médecin (nous vous fournirons le modèle) et une mesure récente de la densité osseuse (mesure DXA au fémur) sont nécessaires pour un essai.
L'utilisation n'est pas recommandée pour les patients :
L'appareil peut potentiellement faciliter les activités suivantes : (Veuillez lire les études et demander conseil à votre médecin ! Selon les indications du fabricant :)
Les systèmes à usage personnel sont des exosquelettes légers que l'on peut porter sur soi et qui sont équipés de moteurs au niveau des articulations des hanches et des genoux. L'utilisateur contrôle les mouvements en déplaçant légèrement son centre de gravité. Grâce à un capteur, le système détecte la flexion du torse vers l'avant, ce qui déclenche le premier mouvement. Un déplacement répété du poids du corps déclenche une série de pas qui imitent le mouvement normal des jambes.
Un exosquelette est une structure mécanique qui est fixée à l'extérieur du corps d'une personne et qui sert de corset de soutien. Le terme "exosquelette" vient du grec et signifie littéralement "extérieur" (exo) et "corps desséché" (skeletos). Inspiré à l'origine par les animaux articulés comme les crabes, qui utilisent un squelette externe pour se stabiliser, la biomécanique a adopté ce concept. Aujourd'hui, les exosquelettes motorisés sont déjà utilisés en médecine, notamment dans le domaine des orthèses. Dans le domaine de la rééducation médicale, les exosquelettes motorisés sont utilisés pour les membres inférieurs. Les patients atteints de paraplégie, de sclérose en plaques ou de paralysie suite à un accident vasculaire cérébral peuvent bénéficier d'un entraînement avec de tels systèmes. Jusqu'à présent, ces appareils étaient souvent utilisés pour des traitements locaux temporaires, par exemple lors d'une rééducation en milieu hospitalier ou ambulatoire. Grâce aux progrès réalisés dans le domaine de la technologie des moteurs et des batteries, il est désormais possible de développer des systèmes d'exosquelettes que l'utilisateur peut utiliser de manière autonome et qui lui permettent de marcher de manière indépendante. Ces exosquelettes sont adaptés à une utilisation permanente dans la vie quotidienne des particuliers, où ils sont désormais utilisés. Il existe également un grand nombre de solutions professionnelles, notamment pour les travailleurs dans les secteurs de la logistique, des soins et de l'artisanat. Ces solutions se concentrent sur le soulagement du dos et de la tête, mais il existe également des produits pour la préhension et la position assise.
Grâce à un mécanisme motorisé, les zones du dos jusqu'aux genoux sont spécialement soulagées et soutenues de manière causale.
Le coût des modèles d'exosquelettes varie considérablement. Cela dépend du cas de chaque personne. Il peut s'agir de la caisse d'assurance maladie pour, par exemple, l'entraînement dans un centre de rééducation, de la caisse d'assurance maladie pour, entre autres, les paraplégiques, des caisses d'assurance maladie d'entreprise et des coopératives d'entreprise en cas de réadaptation professionnelle, des organismes d'assurance pension, etc. La probabilité d'une réponse positive augmente avec la probabilité de compensation du handicap. En outre, le fait que l'exosquelette soit destiné à apporter un soutien esthétique ou fonctionnel joue un rôle. La plupart des exosquelettes (à l'exception de ReWalk) n'ont pas de numéro d'aide, ce qui rend la procédure de demande plus difficile, mais pas impossible. Il existe cependant quelques fournisseurs d'exosquelettes qui sont autorisés à facturer l'exosquelette en tant que moyen auxiliaire avec le numéro de moyen auxiliaire (23.29.01.2001 et 23.29.01.3001) auprès des caisses d'assurance maladie ou des caisses de soins.
Il existe également un fauteuil roulant monte-escalier avec numéro d'aide dans la zone Premium appelé Scewo.
Vous voulez acheter un exosquelette ? Le coût d'un exosquelette s'élève en moyenne à des sommes à cinq ou six chiffres. Les prix courants des exosquelettes à usage personnel sont facturés en moyenne à au moins 100.000 euros. Si votre caisse d'assurance maladie accepte votre demande, vous n'aurez à payer que le ticket modérateur légal, à hauteur de 10 euros maximum. Vous souhaitez louer un exosquelette ? C'est également possible. Vous pouvez louer l'exosquelette, qu'il s'agisse d'un exosquelette avec moteur ou d'un exosquelette sans moteur.
Cela dépend du fabricant, du modèle, du porteur et de l'évolution de l'entraînement. En principe, les exosquelettes permettent d'atteindre une vitesse de marche de 4 km/h maximum.
Les effets positifs des exosquelettes ont été analysés et prouvés dans de nombreuses études. Vous trouverez ici plus d'informations sur ces études. Elles sont également listées ci-dessous.
Cela dépend spécifiquement du modèle et du domaine d'application. Les exosquelettes militaires ont généralement une capacité de charge beaucoup plus élevée. En règle générale, les exosquelettes doivent être protégés des rayons du soleil (-15 à 45 degrés Celsius). Il faut également éviter le contact direct avec le feu, les braises et la chaleur.
Un exosquelette peut être un outil très efficace pour soulager les activités physiques lourdes, par exemple au niveau du dos.
Dans le domaine médical, c'est un non catégorique. Dans le domaine de l'industrie, "oui", car ils soulagent plus qu'ils n'améliorent les performances. Cependant, dans l'industrie 4.0, les exosquelettes améliorent l'ergonomie des travailleurs et augmentent ainsi la satisfaction des employés, ce que la plupart des employeurs considèrent comme un facteur de performance.
Cela dépend du modèle. Les exosquelettes industriels peuvent être mis en place et retirés en moins de 30 secondes. Les exosquelettes médicaux peuvent être utilisés en quelques minutes (environ cinq minutes).
Industrie :
La durée de port des exosquelettes n'est pas limitée. Grâce à la facilité de mise en place et d'enlèvement, les exosquelettes peuvent être facilement enlevés entre-temps, par exemple lors de la rotation des postes de travail ou des pauses.
Médecine :
La durée de port des exosquelettes est limitée. Il est recommandé de faire des pauses plus longues de temps en temps et de ne pas dépasser une durée de port de plusieurs heures d'affilée.
Les textiles d'un exosquelette sont amovibles, lavables et donc réutilisables. La technique peut être essuyée avec un chiffon humide.
Nous recommandons une utilisation personnelle de l'exosquelette de manière individuelle. C'est la seule façon de garantir une efficacité optimale de l'exosquelette grâce à un réglage correct sur l'appareil.
En outre, pour des raisons d'hygiène, il est préférable de ne pas le transmettre à un autre utilisateur.
Au total, nous avons sur notre plateforme plus de 75 Fabricant des exosquelettes. Consultez notre aperçu par domaine d'application, diagnostic, industrie, etc. Voici quelques exemples, les leaders en Allemagne étant, selon nous, OttoBock, Keeogo, ReWalk et Myomo. Des exosquelettes à propulsion sont actuellement développés aux États-Unis, en Corée du Sud, au Japon et en Allemagne, entre autres. Des modèles utilisables ont été développés depuis le début des années 2000, d'abord par des institutions proches de l'armée, mais aucun rapport d'utilisation n'est encore disponible. Nous avons listé les fournisseurs d'exosquelettes et les entreprises d'exosquelettes suivants, entre autres :
Vous trouverez un aperçu de tous les fabricants avec des possibilités de filtrage dans notre Aperçu des fabricants d'exosquelettes.
Selon l'assurance légale allemande contre les accidents : "Les employeurs sont également tenus de procéder à une évaluation des risques. En conséquence, des mesures de protection, y compris des instructions, doivent être déduites et mises en œuvre. Il faut notamment tenir compte des objectifs de protection et des exigences du décret sur la sécurité des entreprises et, le cas échéant, du décret sur la sécurité et la protection de la santé lors de l'utilisation d'équipements de protection individuelle au travail".
L'association professionnelle du commerce et de la logistique en Allemagne considère l'utilisation d'exosquelettes par les employés de son secteur comme "une innovation passionnante, mais qui nécessite encore du travail de développement".
Il est essentiel de demander conseil avant de passer commande, car les problèmes suivants peuvent survenir :
L'endosquelette est la partie dure à l'intérieur du corps, tandis que l'exosquelette est la partie dure à l'extérieur du corps. En général, l'endosquelette est dérivé de l'endoderme, tandis que l'exosquelette est dérivé de l'ectoderme. L'endoderme est la couche la plus interne et l'ectoderme est la couche la plus externe des trois couches germinales primaires présentes dans l'embryon très précoce. On trouve l'endosquelette chez les vertébrés et l'exosquelette chez les arthropodes. L'endosquelette est vivant et se compose d'os et de cartilage, tandis que l'exosquelette, un élément non vivant, est constitué d'une enveloppe externe de chitine ou de composés de calcium. Le squelette hydrostatique est un squelette à base d'eau trouvé dans les vers.
Nous publierons prochainement un espace d'échange pour les personnes concernées sur la plateforme anonyme Discord. Restez à jour et abonnez-vous à notre newsletter.
Avantages de l'exosquelette humain : inconvénients de l'exosquelette
Exosquelette Inconvénients :
Oui, après une consultation sans engagement, vous avez la possibilité d'essayer l'exosquelette sur place, près de chez vous, chez un partenaire certifié. Nous nous ferons un plaisir de vous demander des devis, en fonction de l'utilisation de l'exosquelette, et de dresser une liste des partenaires Exoskelett Deutschland dans votre région. Avant de commander l'exosquelette, vérifiez donc la prise en charge des coûts de l'exosquelette et faites-vous conseiller de manière approfondie par nous, votre thérapeute, votre médecin ou votre coopérative de cautionnement.
Visitez notre service de recours avec des avocats spécialisés certifiés. Vous y trouverez également un aperçu de toutes les décisions courantes de la Cour fédérale de justice et des tribunaux sur le thème des exosquelettes.
Les exosquelettes ne sont qu'une solution parmi d'autres, car l'automatisation pourrait également rendre les exosquelettes superflus. Dans la plupart des cas, les postes de travail fixes peuvent être conçus de manière ergonomique, ce qui permet de se passer d'exosquelettes. En outre, il faut évaluer les risques liés à l'utilisation d'exosquelettes. Les exosquelettes sont chers et ne sont pas sans entretien. Les exosquelettes ne peuvent pas non plus être exempts d'ISO. Il serait envisageable de les classer comme aides techniques dans la directive 2006/42/CE (directive sur les machines). Des objectifs de protection obligatoires sont ainsi décrits. Ceux-ci peuvent d'ores et déjà donner des indications sur la manière d'éviter les risques pour la sécurité et la santé lors de l'utilisation d'exosquelettes. En Allemagne, cette directive européenne est transposée dans le droit national par le neuvième décret relatif à la loi sur la sécurité des produits (décret sur les machines - 9e ProdSV). Des dysfonctionnements ne peuvent pas être totalement exclus, en particulier dans le cas d'exosquelettes actifs équipés d'un système électronique ou d'un entraînement pneumatique. L'utilisation d'un exosquelette peut entraîner des risques de trébuchement ou de chute. En outre, il convient de se demander dans quelle mesure il est possible de s'échapper rapidement et en toute sécurité d'une situation dangereuse soudaine avec un exosquelette en place. Par exemple, le poids important de certains modèles pourrait être un problème.
Les exosquelettes soutiennent et renforcent les mouvements, permettant ainsi aux personnes de marcher et de se tenir debout. Les articulations sont actionnées par des servomoteurs. La structure de l'exosquelette dépend de son utilisation passive ou active.
Le mot exosquelette signifie structure externe. La structure externe, qui reproduit l'appareil locomoteur, permet de rediriger les forces et de protéger les zones sensibles du corps, comme la région lombaire, particulièrement exposée aux problèmes de disques intervertébraux.
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