Une équipe d'ingénieurs de Vanderbilt a terminé un projet collaboratif avec le 101st Airborne Division at Fort Campbell pour concevoir et tester un premier exosquelette qui aidera les soldats de l'armée américaine à participer à des opérations de soutien et de logistique. L'exosquelette - Soldier Assistive Bionic Exosuit for Resupply, ou SABER - est en cours de préparation pour la fabrication et la commercialisation par HeroWear et pour une utilisation sur le terrain par l'armée.

Ce travail fait partie de la Projet Pathfinder, une avenue pour faire progresser la Army Futures Command's des objectifs de modernisation. Le U.S. Army Combat Capabilities Development Command, ou DEVCOM, dirige le programme, qui soutient l'innovation des technologies orientées vers le soldat, prêtes pour les missions et basées sur la recherche.

L'année dernière, Professeur agrégé d'ingénierie mécanique Karl Zelik a reçu un investissement d'un an, $1.2 million de la part de DEVCOM et le Institut d'innovation civil-militaire Inc. Le financement a soutenu la collaboration avec les soldats de la 101e division aéroportée pour le développement de SABER.

"Cette approche ascendante, centrée sur le soldat, ainsi que la conception de l'exosquelette elle-même, constituent un grand pas en avant par rapport aux tentatives précédentes d'exosquelettes qui n'ont pas réussi à répondre aux besoins des soldats ou à être adoptées par l'armée", a déclaré Zelik. "Nous avons passé les premiers mois à interviewer, à observer et à passer du temps avec des soldats. Nous n'avons pas essayé de créer Iron Man, un costume complexe, complet, rigide et irréaliste. Au lieu de cela, nous sommes partis d'une compréhension approfondie des besoins des soldats pour développer un outil portable léger, peu profilé, non puissant, qui aide à fournir une assistance largement nécessaire sans ralentir les soldats ou interférer avec d'autres tâches opérationnelles". 

Les évaluations biomécaniques ont révélé que la combinaison de trois livres réduisait le stress sur le dos des soldats de plus de 100 livres lorsqu'ils la portaient. De plus, la plupart des soldats ont augmenté leur endurance de plus de 60 % lorsqu'ils portaient le SABER. Une majorité écrasante de 90% des soldats interrogés après les tests opérationnels sur le terrain en mai 2022 ont estimé que l'exosuit augmentait leur capacité à effectuer des tâches professionnelles, et tous ont déclaré qu'ils seraient susceptibles de le porter pour leur travail s'il était mis à leur disposition. 

"Nous avons été ici pour pratiquer des missions de tir, nous préparer à tirer des rounds en direct, faire de multiples emplacements, soulever le howitzer, le déplacer quatre à cinq fois par jour, et juste creuser en profondeur pour la posture de défense", a déclaré le sergent Alfredo Vela, 101st Airborne Division, 3-320th Field Artillery, 13B. "Les combinaisons nous ont vraiment aidés, en particulier dans la partie inférieure du dos, avec tout le levage lourd que nous avons effectué. J'apprécie vraiment de savoir qu'il existe une force extérieure à l'armée qui conçoit cet équipement pour nous aider à nous améliorer et à faire notre travail plus efficacement". 

L'exosuit est maintenant en train de passer de la recherche et du développement chez Vanderbilt à la fabrication et à la commercialisation par HeroWear. En mai 2022, le DEVCOM SC a commencé à financer HeroWear pour continuer à collaborer avec les soldats afin de peaufiner SABER et de le préparer à des évaluations supplémentaires sur le terrain et à une production de masse. HeroWear, dont Zelik est le principal responsable scientifique, construira des prototypes mis à jour pour les soldats plus tard cette année. 

"SABER est l'exemple parfait de la façon dont les chercheurs de Vanderbilt étendent notre culture de collaboration au-delà de l'université en travaillant avec des partenaires internes et externes pour catalyser de nouvelles idées et faire avancer des découvertes révolutionnaires", a déclaré la vice-présidente de la recherche Padma Raghavan. 

Avant de recevoir un financement Pathfinder pour développer SABER, l'équipe de Zelik a commencé à travailler avec des soldats en 2019 après Vanderbilt signe le premier accord de partenariat en matière d'éducation avec l'Army Futures Command. Ensuite, dans le cadre de Pathfinder, les soldats ont participé à des entretiens fréquents, à des sprints de conception et à des tests sur le terrain, identifiant les problèmes critiques qui entravent leurs activités quotidiennes sur le terrain.  

La surexploitation physique est apparue comme un problème nécessitant une solution rapide. Des soldats ont travaillé avec des chercheurs de Vanderbilt, des ingénieurs, des experts en traduction technologique et d'autres partenaires militaires pour co-développer et tester des prototypes de SABER. Après 12 mois de développement itératif, l'équipe de Zelik a réalisé sa première évaluation de fin d'année de SABER auprès d'environ 25 soldats dans trois bases de l'armée :  

Au cours de l'année écoulée, plus de 100 soldats ont participé à la conception et aux tests de l'exosuit. Le retour d'information des soldats sur l'efficacité de SABER, combiné à des expériences antérieures, a permis d'améliorer la qualité de l'équipement. validation scientifiqueest encourageant, car les soldats de l'armée sont diagnostiqués avec des 460 de blessures d'abus de dos chaque jour, selon le U.S. Army Public Health Center. Les blessures dorsales basses entraînent plus de un million de jours de service perdus ou limités pour les soldats chaque année. 

"Cela m'a vraiment fait du bien. Beaucoup de soutien, surtout à l'arrière", a déclaré le Spc. Marrero Rivera, 101e division aéroportée, spécialiste de l'approvisionnement en pétrole, 92F. "Je me suis senti beaucoup plus en sécurité... Cela va m'aider à éviter de futures blessures... Je fais partie d'une unité de distribution où nous déplaçons de l'ammo et ce genre de choses. Donc c'est vraiment quelque chose que nous pourrions vraiment utiliser, surtout pour les boîtes de levage, les tuyaux et tout le reste du matériel lourd que nous déplaçons constamment".

Les blessures dorsales ne sont qu'une des préoccupations de l'armée avec les chercheurs de Vanderbilt. Une autre est la impact des forces percussives des aéronefs sur la performance et la santé des soldats, investigated by Tonia Rexprofesseur d'ophtalmologie et de sciences visuelles, avec le soutien des fonds d'amorçage Pathfinder. Ces deux projets sont le sommet de la montagne d'icebergs Pathfinder à Vanderbilt. Plusieurs équipes de chercheurs transdisciplinaires, de soldats et de partenaires industriels collaborent sur d'autres projets afin de mettre au point des technologies pionnières qui pourraient profiter à la fois aux soldats et aux civils, faisant ainsi progresser les missions complémentaires de l'Army Futures Command et de Vanderbilt pour continuer à moderniser l'armée américaine et à améliorer la condition humaine. 

Source : Vanderbilt, 101st Airborne collaborent au développement d'un exosquelette à usage militaire dans le cadre du projet inaugural Pathfinder | Vanderbilt University (18.10.2022)