Un exosquelette pour courir beaucoup plus vite qu’Usain Bolt

Des chercheurs américains ont imaginé et modélisé un exosquelette qui permettrait de courir beaucoup plus vite que l’athlète jamaïcain Usain Bolt, détenteur du record du 100 mètres. Ce concept se heurte toutefois à un verrou technologique qui, selon les chercheurs, pourrait être levé. 

Exoquelette théorique pour battre le record du 100m

Exoquelette théorique permettant de  battre le record du 100 m imaginé par des chercheurs de la Vanderbilt University aux États-Unis.

Vanderbilt University

Alors que les Jeux Olympiques de Tokyo ont été repoussés à l’été 2021, les scientifiques n’attendent pas pour faire tomber le prestigieux record du 100 mètres. Du moins sur leurs ordinateurs. Amanda Sutrisno et David J. Braun, de la Vanderbilt University (États-Unis), ont en effet imaginé et modélisé une sorte d’exosquelette-catapulte qui permettrait d’aller 50 % plus vite que la vitesse maximale (plus de 44 km/h) atteinte par un humain, en l’occurrence, le Jamaïcain Usain Bolt. Et ce, sans apport externe d’énergie. Dans cette étude publiée dans Sciences Advances, l’idée est d’exploiter le temps de vol pendant la course, c’est-à-dire le moment où les pieds ne touchent pas le sol et donc ne contribuent pas à faire avancer le coureur.

Le 100 mètres en 8 secondes 91

Les chercheurs envisagent d’utiliser une sorte de ressort à rigidité variable, couplé à chaque jambe qui propulserait la personne en avant. Le dispositif robotisé serait installé le long des deux membres, relié aux pieds et au corps. Au décollage, quand les pieds ne touchent plus le sol, le coureur allonge la jambe. Grâce à un système de poulie placé au niveau du bassin et relié d’un côté au pied et de l’autre à l’extrémité du ressort, l’extension de la jambe entraîne la compression du ressort et augmente progressivement sa rigidité. Ce dernier accumule ainsi de l’énergie qui est libérée au moment du contact avec le sol, s’ajoutant à celle des muscles de la jambe.

En se détendant, le ressort propulse la personne en avant beaucoup plus loin que n’aurait pu le faire l’énergie de ses seuls muscles. Lors de cette poussée, le ressort est automatiquement découplé de la jambe pour appliquer son énergie non pas au membre (qui se replierait) mais au corps pour le projeter. À chaque enjambée, le “coureur augmenté” gagne du terrain. Des simulations menées par les scientifiques, opposant un Usain Bolt virtuel équipé de l’exosquelette, à lui-même lors de son record en 2009, donc sans exosquelette, montrent que le “Jamaïcain augmenté” explose le chronomètre. Il parcourt le 100 mètres en 8 secondes 91 contre 9 secondes 58.

Un exosquelette pour le moment très théorique

Ce système a trois avantages. Les jambes fournissent de l’énergie pendant toutes les phases du mouvement, comme un cycliste qui appuie sur les pédales de son vélo. Les ressorts supportent le poids du corps à la place des jambes. Et enfin, ils atténuent les pertes d’énergie dues au choc des pieds avec le sol.

Problème : cet exosquelette est pour le moment très théorique. Il n’existe en effet aucun matériau suffisamment léger, résistant, avec une rigidité variable, pour jouer le rôle des fameux ressorts modélisés par Amanda Sutrisno et David J. Braun. Mais si ce verrou technologique était levé, les deux chercheurs estiment dans leur publication, que ce concept devrait conduire à “une nouvelle génération de dispositifs d’amélioration des performances pour le sport mais aussi les opérations de sauvetage, de police où les humains pourraient bénéficier d’une vitesse de mouvement augmentée”.

 

Source: Sciencesetavenir.fr

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