Des exosquelettes pour faire marcher ceux qui ne marchent plus

Trois jeunes poly­tech­ni­ciens ont choisi de dévelop­per un exosquelette, per­me­t­tant aux per­son­nes hand­i­capés de se déplac­er de manière autonome grâce à une rup­ture tech­nologique ambitieuse dans le domaine de la robo­t­ique. Le pro­jet présente une avance tech­nique sig­ni­fica­tive sur le reste de l’industrie mon­di­ale et espère une homolo­ga­tion européenne en 2018 

Pour ceux qui souf­frent d’un hand­i­cap des mem­bres inférieurs, la plu­part des actions de la vie quo­ti­di­enne sont impos­si­bles et leur autonomie est très limitée. 

Quant à ceux qui ne se dépla­cent qu’en fau­teuil roulant, leur sit­u­a­tion de hand­i­cap se résume en deux chiffres observés dans la plu­part des régions du monde : ils sont trois fois plus sou­vent sans emploi et ont trois fois moins accès aux études supérieures que la pop­u­la­tion générale. Ces chiffres sont accen­tués dans les pays à plus faible développe­ment économique, comme cer­tains pays du Sud, ou à plus faible adap­ta­tion des équipements urbains, comme la France. 

DES EFFETS SECONDAIRES GRAVES

En plus de ces lim­i­ta­tions d’autonomie, les per­son­nes en fau­teuil sont touchées par des patholo­gies sec­ondaires graves. 

La ver­sion V3 de l’exosquelette Ata­lante est le pre­mier exosquelette autonome capa­ble de fournir une marche qua­si humaine. © WANDERCRAFT

Leurs fonc­tions car­dio­vas­cu­laire, diges­tive et uri­naire se dégradent sou­vent rapi­de­ment après leur pas­sage de la marche au fau­teuil. Leur den­sité osseuse dimin­ue, les ren­dant sujets à des frac­tures et leur peau est facile­ment atteinte d’escarres ou de lésions pou­vant entraîn­er un alite­ment, pen­dant lequel toutes ces fonc­tions se dégradent encore plus rapidement. 

Autonomie et traite­ments médi­caux sec­ondaires sont donc les deux objec­tifs que pour­suiv­ent les util­isa­teurs de fau­teuil roulant et le per­son­nel médi­cal qui les suit. Les per­son­nes en fau­teuil sont très sou­vent des com­bat­tants, qui se bat­tent à la fois con­tre leur patholo­gie, ses con­séquences et une vie quo­ti­di­enne qui ne leur est pas adaptée. 

Une tech­nolo­gie qui leur redonnerait à la fois l’autonomie et une amélio­ra­tion de leur san­té per­me­t­trait à ces per­son­nes de met­tre au ser­vice de la com­mu­nauté une force de car­ac­tère par­fois hors du com­mun. La mis­sion que s’est don­née Wan­der­craft est de don­ner une vie ordi­naire à ces gens extraordinaires. 

NAISSANCE D’UNE INDUSTRIE

Depuis une décen­nie, des exosquelettes ont ouvert une voie vers l’amélioration de l’autonomie des per­son­nes en fau­teuil et des traite­ments qui leur sont proposés. 

Pro­posées par Indego, ReWalk, Ekso Bion­ics et Cyber­dyne, ces machines per­me­t­tent de ver­ti­calis­er cer­taines per­son­nes à mobil­ité réduite et de leur faire réalis­er une forme de marche. Elles reposent sur une robo­t­ique sim­ple et présen­tent générale­ment qua­tre degrés de liber­té action­nés (qua­tre moteurs : deux pour les genoux et deux pour les hanches). 

Étant intrin­sèque­ment insta­bles, elles exi­gent d’être sta­bil­isées par des béquilles maniées par l’utilisateur ou un déam­bu­la­teur. Leur principe est donc basé sur une marche quadrupède : quand un des pieds est en mou­ve­ment, l’ensemble exosquelette + util­isa­teur est sta­bil­isé par le pied au sol et les deux béquilles. 

L’usage de béquilles pour la sta­bil­i­sa­tion impose des lim­ites sou­vent réd­hibitoires à la con­duite des traite­ments et inter­dit tout usage per­son­nel, la sécu­rité en milieu urbain ne pou­vant être assurée. 

UNE RUPTURE TECHNOLOGIQUE AMBITIEUSE

On retrou­ve chez Wan­der­craft le même envi­ron­nement que dans d’autres start-up per­for­mantes. © WANDERCRAFT

En créant notre société en 2012, nous avons fait le choix de dévelop­per un exosquelette selon des principes rad­i­cale­ment inno­vants ce qui nous a amenés à rompre avec l’approche de marche mécan­isée de la pre­mière généra­tion de matériel. 

Notre équipe a abor­dé de front le prob­lème math­é­ma­tique con­sis­tant à pro­duire une marche humaine emmenant une per­son­ne à motric­ité faible ou nulle des mem­bres inférieurs et a, pour cela, adap­té les caté­gories d’algorithmes les plus récentes de la robo­t­ique dynamique. 

UN ENVIRONNEMENT STIMULANT

Bien que tra­vail­lant à la fron­tière de la sci­ence et de la tech­nolo­gie, et dans la con­trainte de la régle­men­ta­tion de san­té, on retrou­ve chez nous le même envi­ron­nement que dans d’autres start-up per­for­mantes : des proces­sus qui adaptent la méthodolo­gie Agile à la robo­t­ique de san­té, des réu­nions informelles et des réu­nions de tout le per­son­nel fréquentes pour organ­is­er le tra­vail, un open space qui alterne les zones de tra­vail et des lieux d’échange et de repos. 

Nous coopérons avec les lab­o­ra­toires uni­ver­si­taires qui définis­sent l’état de l’art de la marche dynamique : l’université du Michi­gan, Cal­tech, le Cen­tre automa­tique et sys­tèmes de Mines­Paris­Tech et le Lab­o­ra­toire d’analyse et d’architecture des sys­tèmes (LAASCNRS).

UNE PREMIÈRE EN MATIÈRE D’EXOSQUELETTES

Après cinq années de développe­ment, la ver­sion V3 de l’exosquelette Ata­lante est le pre­mier exosquelette autonome, sans béquilles, capa­ble de fournir une marche qua­si humaine. 

Lors des essais clin­iques, Wan­der­craft a démon­tré sa com­pat­i­bil­ité avec un usage en cen­tre de soins. © WANDERCRAFT

Il met en œuvre des algo­rithmes com­plex­es de robo­t­ique dynamique qui gèrent la marche comme un déséquili­bre per­ma­nent et non une suite d’équilibres statiques. 

Il s’appuie sur une méca­tron­ique sophis­tiquée, capa­ble d’envoyer 12 000 com­man­des par sec­onde à des actu­a­teurs puissants. 

Enfin, son archi­tec­ture mécanique joint des qual­ités dynamiques excep­tion­nelles à une bio com­pat­i­bil­ité qui per­met à un util­isa­teur de rester plusieurs heures dans l’exosquelette, sans lésion cutanée ni fatigue. 

Ata­lante n’est pas seule­ment le pre­mier exosquelette autonome. C’est aus­si, prob­a­ble­ment, le pre­mier robot marcheur en marche dynamique au stade com­mer­cial – au-delà des mag­nifiques pro­to­types de Boston Dynam­ics ou des robots de recherche uni­ver­si­taire. Il démon­tre une avance tech­nique sig­ni­fica­tive sur le reste de l’industrie mondiale. 

UNE VIE ORDINAIRE POUR DES GENS EXTRAORDINAIRES

Début 2017, plusieurs pre­mières mon­di­ales ont été réussies. Pour la pre­mière fois, des per­son­nes para­plégiques se sont lev­ées et ont marché de manière autonome et à des vitesses déjà proches de ce qui sera néces­saire en usage urbain. Lors de ces essais clin­iques, Wan­der­craft a démon­tré une avance con­sid­érable sur le reste de l’industrie et sa com­pat­i­bil­ité avec un usage en cen­tre de soins. 

La pre­mière cer­ti­fi­ca­tion européenne est prévue pour 2018, per­me­t­tant de com­mer­cialis­er la ver­sion des­tinée aux cen­tres de soins vers la fin de la même année. Les cer­ti­fi­ca­tions aux États-Unis et dans dif­férents pays d’Asie seront menées en parallèle. 

Une ver­sion per­son­nelle de l’exosquelette est en développe­ment et devrait voir le jour bien­tôt après. Elle per­me­t­tra aux util­isa­teurs de retrou­ver l’autonomie chez eux et dans leur vie quo­ti­di­enne. Les développe­ments tech­nologiques qui per­me­t­tront à cette ver­sion de franchir des obsta­cles et d’assurer la pro­tec­tion de l’utilisateur dans l’environnement urbain sont en cours. 

UN TRIPLE BÉNÉFICE POUR LES HANDICAPÉS ET LA SOCIÉTÉ

La per­spec­tive d’un exosquelette capa­ble d’évoluer en envi­ron­nement urbain représente une triple rup­ture pour toutes les per­son­nes en fau­teuil et pour le corps médi­cal. La pre­mière est, évidem­ment, la pos­si­bil­ité pour ces per­son­nes de retrou­ver une vie ordinaire. 

Pour la pre­mière fois, des per­son­nes para­plégiques se sont lev­ées et ont marché de manière autonome et à des vitesses déjà proches de ce qui sera néces­saire en usage urbain. © WANDERCRAFT

La deux­ième doit encore être con­fir­mée par de nom­breux essais clin­iques. Elle tient à l’amélioration de la san­té des util­isa­teurs – état car­dio­vas­cu­laire, den­sité osseuse, diges­tion, peau – grâce à la reprise de la sta­tion ver­ti­cale et de la marche naturelle, et à la pos­si­bil­ité d’échanger ces don­nées de san­té en temps réel avec l’environnement médical. 

La troisième, elle aus­si à con­firmer par des études clin­iques, tient à la pos­si­bil­ité de réé­d­u­ca­tion accrue apportée par la reprise d’une marche anthro­po­mor­phe réaliste. 

L’impact socié­tal de l’exosquelette autonome est con­sid­érable à trois niveaux : pour les per­son­nes en fau­teuil, retrou­ver une vie ordi­naire et une meilleure san­té ; pour les payeurs et les sys­tèmes de sécu­rité sociale, dimin­uer rad­i­cale­ment les coûts de la san­té relat­ifs au hand­i­cap moteur ; pour la société dans son ensem­ble, bris­er la bar­rière du hand­i­cap qui devient inac­cept­able dans un monde où la tech­nolo­gie résout tant de problèmes. 

DES INVESTISSEURS VISIONNAIRES

Financer un développe­ment aus­si ambitieux, à la fron­tière de la sci­ence, de la robo­t­ique et de la san­té, est un pro­jet en soi. Il ne s’agit pas seule­ment de financer l’entreprise mais de con­stru­ire une équipe d’investisseurs dont l’expérience per­met de pilot­er le pro­jet dans des ter­ri­toires large­ment inconnus. 

Beau­coup de fonds de cap­i­tal-risque préfèrent rester dans les sen­tiers battus. 

L’impact socié­tal de l’exosquelette autonome Ata­lante est con­sid­érable. © WANDERCRAFT

En avril 2013, il n’a fal­lu que quelques min­utes à Xavier Niel pour décider de men­er le pre­mier tour de finance­ment. Il a été rejoint dans la même semaine par Marc Simonci­ni et des busi­ness angels privés. 

En 2015, une sec­onde lev­ée de fonds a été menée par le Groupe Gorgé et par Inno­va­tion Cap­i­tal (aujourd’hui LBO France), un fonds expert dans les pro­jets inno­vants et doté d’une expéri­ence rare à la fois en robo­t­ique et en santé. 

Et en 2017, une troisième lev­ée de fonds a regroupé des investis­seurs français de pre­mier plan : Inno­va­tion Cap­i­tal à nou­veau, XAnge, Idin­vest, BPIfrance et Cemag Invest. 

Les 13,5 mil­liards d’euros lev­és lors de ce tour vont per­me­t­tre à l’entreprise de men­er la cer­ti­fi­ca­tion et l’entrée sur le marché de l’exo des­tiné aux cen­tres de soins, et le développe­ment de l’exo personnel. 

Ces phas­es de finance­ment et le développe­ment du pro­jet ont été grande­ment facil­ités par l’apport du crédit d’impôt recherche, et l’aide renou­velée de BPIfrance. 

UN MARCHÉ MONDIAL

Nous avons relevé le défi de repro­duire la marche naturelle pour faire marcher des per­son­nes à mobil­ité réduite. Avec des com­pé­tences au meilleur niveau mon­di­al en maths et en robo­t­ique, des investis­seurs auda­cieux et le sou­tien du CIR et de BPIfrance, la France était le pays de choix pour réus­sir cette pre­mière phase. 

Nous entrons dans une deux­ième phase de développe­ment : l’approfondissement de son avance tech­nique et son entrée sur le marché mon­di­al. Wan­der­craft s’est tou­jours vue comme une entre­prise glob­ale. Le marché est évidem­ment mon­di­al, homogène, et la dif­fu­sion de l’exosquelette autonome passe par des vol­umes et un bud­get de recherche et développe­ment élevés, des coûts acces­si­bles et une mar­que forte. 

Ce change­ment de dimen­sion est un deux­ième défi et nous sommes en train d’y répon­dre, dans un pre­mier temps en aug­men­tant rapi­de­ment la taille de notre équipe.

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