L'invention de cet exosquelette pourrait changer notre façon de nous entraîner et de courir

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Greg Sawicki est professeur agrégé d'automatisation et de mécatronique à Georgia Tech. Son travail se concentre sur les exosquelettes robotiques des membres inférieurs conçus pour augmenter la locomotion humaine. En d'autres termes, il essaie de faciliter la marche et la course à l'aide, par exemple, d'un tendon d'Achille externe. Il rêve de briser un jour le marathon de trois heures, aidé par l'une de ses propres inventions, et c'est pourquoi il est ravi d'une récente annonce de collègues chercheurs qui pourrait l'aider à concrétiser son rêve plus tôt qu'il ne l'aurait cru possible.

En octobre, une équipe d'ingénieurs biomédicaux iraniens a publié une étude dans IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering , une revue publiée par l'IEEE Engineering in Medicine and Biology Society. Dans l'étude, ils ont détaillé la création d'un appareil qui permet d'inverser plus facilement la direction des jambes lors de la course, réduisant le taux métabolique nécessaire pour courir de 8 %. Jusqu'à cette invention, les exosquelettes motorisés n'avaient atteint qu'une réduction du taux métabolique d'un peu plus de 5 % et les chaussures d'environ 4 %.

"Ce qui le rend si excitant", dit Sawicki, "c'est qu'il faut un système déjà efficace - le fonctionnement humain - et le rend encore meilleur sans ajouter d'énergie externe." Il est difficile de dire comment une réduction de 8 % du taux métabolique pourrait affecter le rythme du kilomètre parcouru, dit Sawicki, mais le principal point à retenir est que cela pourrait réduire la fatigue des coureurs au fil du temps. Cela pourrait conduire à des temps plus rapides sur de longues distances et permettre aux coureurs vieillissants de poursuivre leur entraînement plus tard dans la vie.

"En vieillissant, nos tendons deviennent plus nouilles," dit Sawicki. Ces changements de rigidité peuvent augmenter le coût énergétique de la course. Des chercheurs biomédicaux ont étudié l'utilisation de ressorts pour effectuer une partie du stockage et du retour d'énergie que font nos tendons.

Cela semble logique, mais les ingénieurs tentent en vain depuis plus de 100 ans de créer un tel ressort non alimenté. Sawicki dit que la technologie d'imagerie a permis de mieux comprendre la relation entre les muscles et les tendons qui a conduit à cette percée. "Il existe des mécanismes à ressort dans le corps humain qui font en sorte que nos muscles, nos sources d'énergie, n'ont pas à en faire autant", explique Sawicki. Alors que nous considérions les muscles comme des sources d'énergie, "de nombreux muscles agissent en fait comme des embrayages pour s'accrocher aux tendons, qui sont comme des ressorts, donc les muscles n'agissent pas vraiment comme des moteurs."

Par exemple, "les muscles du mollet ne font pas beaucoup d'injection d'énergie", explique Sawicki. « Chaque fois que vous faites un pas, les muscles du mollet s'activent pour retenir votre tendon d'Achille. Imaginez ensuite que votre tendon d'Achille soit stressé par l'élan de votre corps, puis ce tendon vous renvoie l'élan juste au bon moment pour vous pousser. »

L'invention iranienne de l'exosquelette est importante car elle peut inaugurer une nouvelle ère d'études réalisées en dehors du laboratoire, conduisant à des applications plus pratiques (pensez :militaire, travail physique) que théoriques. Quant à ce que cela signifie pour les athlètes, « les règles vont devoir changer », dit Sawicki. Pensez-y comme à la différence entre nager dans une combinaison et sans combinaison. Cet exosquelette en particulier ne serait pas facile à cacher :il ressemble à un grand triangle qui sort de l'arrière de votre taille.

Mais les chercheurs travaillent déjà sur des exosquelettes mous qui pourraient éventuellement être cachés sous une tenue de course normale ou intégrés dans des vêtements de course. Lorsque cela se produira (Sawicki prévoit un délai de cinq ans), les athlètes pourraient simplement s'inscrire à des courses dans une nouvelle catégorie « augmentée ».

Le kicker pour les triathlètes :« Je pourrais imaginer que cela fonctionne aussi pour la natation », dit Sawicki. « Vous pourriez adopter un mouvement de coup de pied qui pourrait tirer parti de quelque chose comme ça. »