ARC Angel :le système innovant de la NASA réduit la fatigue des bras lors des entraînements sub‑1G

Centre spatial Johnson, Houston, Texas

Le système de contrôle actif d'ARC ANGEL peut automatiquement décharger le poids de divers outils portatifs, évitant ainsi la fatigue des bras pendant l'entraînement inférieur à 1G. (Image :NASA)

Les innovateurs du Johnson Space Center (JSC) de la NASA ont développé un système de formation robotique terrestre appelé « ARGOS » en abrégé. Il peut simuler activement l’apesanteur d’un astronaute dans l’espace en utilisant un système d’entraînement aérien de piste et de pont pour décharger partiellement ou totalement son poids à l’aide de câbles attachés, le suspendant ainsi efficacement au sol. Bien que le torse et les jambes du sujet testé soient déchargés, ses bras et tout outil manuel lourd ne le sont pas.

La technologie Actuated Realtime Control for ARGOS Negation of Gravitational Effects on the Limbs (ARC ANGEL) a été développée pour décharger les bras d’un sujet de test adapté à l’espace et contrecarrer la fatigue réalisée lors de l’exécution d’activités d’entraînement à l’aide d’ARGOS. Comme ARGOS, ARC ANGEL permet le déchargement via une tension de câble active contrôlée par ordinateur. Les câbles sont enfilés entre des brassards situés juste au-dessus de chaque coude et un ou plusieurs enrouleurs motorisés montés sur le système de survie primaire (PLSS) en forme de sac à dos de la combinaison spatiale.

Cette technologie de déchargement actif pourrait être utilisée pour un certain nombre d'applications en plus de la simulation d'environnements zéro à un G. Par exemple, un patient en rééducation de son épaule pourrait bénéficier d'une assistance au mouvement qui décharge le poids du bras ou de la charge de préhension, un ouvrier du bâtiment transportant un outil lourd pourrait le manipuler plus facilement, ou cela pourrait compenser le poids de l'équipement du personnel militaire, évitant ainsi la fatigue des membres qui se produirait autrement.

ARC ANGEL est un système robotique actif comme ARGOS; cependant, son moteur électrique n'est pas monté au-dessus d'un système de piste et de pont, mais est plutôt monté sur le PLSS en forme de sac à dos du sujet de test, où le ou les moteurs fournissent un couple d'actionnement en temps réel vers le haut des bras via un câblage. Si un sujet de test ramasse un marteau, le système réagira immédiatement pour décharger le poids du marteau par rapport à l'environnement programmé.

Le système comprend un ou plusieurs moteurs électriques, des produits souples, du matériel électronique, un micrologiciel et un logiciel. Pour fournir un bras analogique de déchargement fonctionnant en douceur et optimiser les performances du système, les ingénieurs de JSC ont codé un logiciel qui exploite des algorithmes cinématiques et une architecture en boucle fermée pour le contrôle du moteur, ainsi que des scripts de langage informatique personnalisés pour ingérer les données des capteurs. Cela permet aux sous-systèmes d'ARC ANGEL d'être intégrés de manière transparente et de simuler avec précision des environnements G de un à zéro.

Pendant le fonctionnement, des capteurs de tension compacts et des unités de mesure inertielle détectent le poids et les mouvements du bras et fournissent un système de contrôle en boucle fermée qui transmet les données à un ordinateur monocarte et au micrologiciel requis pour le traitement. Une interface utilisateur graphique personnalisée a également été développée en interne pour fournir des contrôles permettant de saisir les valeurs de déchargement du bras souhaitées.

De plus, ARC ANGEL dispose de sa propre alimentation qui alimente ses sous-composants sans câbles externes. Cela permet de fonctionner indépendamment d’ARGOS et se prête en outre à des applications terrestres potentielles. Ce travail est directement lié au développement actif d’exosuits mis en œuvre pour la réadaptation et/ou les dispositifs médicaux d’assistance. ARC ANGEL fournit essentiellement l’assistance souhaitée (déchargement) tout en maintenant l’amplitude complète des mouvements du sujet. Le matériel et les logiciels du système peuvent être modifiés pour s'adapter sur mesure à un individu sans combinaison spatiale et vers un mouvement assisté par les membres, et pas seulement par le déchargement des bras.

La NASA recherche activement des titulaires de licence pour commercialiser cette technologie. Veuillez contacter le concierge des licences de la NASA à Cette adresse e-mail est protégée contre les robots spammeurs. Vous devez activer Javascript pour le visualiser. ou appelez au 202-358-7432 pour lancer des discussions sur les licences. Pour plus d'informations, visitez ici  .