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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