Réglage en boucle humaine basé sur les préférences de l’utilisateur de l’assistance d’un exosquelette pendant la marche

Aider les personnes à marcher avec moins d’effort

Imaginez pouvoir régler une aide portable à la marche aussi simplement que le son de vos écouteurs. Cette étude examine si des personnes peuvent rapidement apprendre à un appareil robotique de hanche comment les aider à marcher de façon agréable et moins énergivore, en se fiant uniquement à leurs sensations plutôt qu’à des équipements de laboratoire complexes.

Un assistant robotique au niveau des hanches

Les chercheurs ont utilisé un exosquelette de hanche, une structure légère avec des moteurs au niveau des hanches qui assistent les mouvements des jambes pendant que la personne marche sur un tapis roulant. Plutôt que de demander aux ingénieurs de préprogrammer quand et comment l’appareil doit pousser ou tirer, l’équipe a donné à chaque marcheur une petite télécommande. Avec elle, ils pouvaient déplacer quatre moments clés du cycle de marche où l’exosquelette changeait de direction ou fournissait son aide la plus forte. Un écran devant eux affichait des courbes simples du profil d’assistance pour qu’ils puissent voir comment leurs modifications influaient sur le soutien ressenti.

Permettre aux utilisateurs d’ajuster leur propre assistance

Onze adultes sans problèmes de marche ont participé. Après une courte période d’appropriation, chaque personne a marché avec l’exosquelette et utilisé la télécommande pour explorer différents profils d’assistance. On leur a demandé d’explorer l’ensemble des possibilités et de choisir le profil qui leur semblait le meilleur et qui paraissait réduire leur effort. Il n’y avait pas de limite de temps fixe. En moyenne, les participants ont testé environ trente réglages différents et ont eu besoin d’environ onze minutes pour décider qu’ils avaient trouvé leur assistance préférée. Fait intéressant, ils modifiaient presque toujours un seul moment à la fois, ce qui suggère une recherche prudente et progressive plutôt qu’un tâtonnement aléatoire.

Économies d’énergie sans mathématiques lourdes

Même si les marcheurs se fiaient uniquement à leurs sensations, leurs choix ont abouti à des économies d’énergie mesurables. Lorsque l’exosquelette utilisait le profil temporel préféré d’une personne, le coût énergétique de la marche a diminué d’environ 17 % par rapport au port du même dispositif ne fournissant aucun couple utile. Lorsque l’on tient compte du poids ajouté du dispositif lui‑même, cela représentait encore une réduction notable par rapport à la marche sans appareil. Les chercheurs ont ensuite décalé chacun des quatre moments vers plus tôt ou plus tard dans le cycle de pas. Ces variations, même lorsqu’elles étaient assez importantes, ont à peine modifié les économies d’énergie, ce qui suggère que les profils choisis par les utilisateurs étaient non seulement efficaces mais aussi tolérants à de petites erreurs de synchronisation.

Ce que le contrôle donne encore comme sensation à l’utilisateur

Au‑delà de la consommation d’énergie, l’équipe a voulu savoir comment l’utilisation de l’exosquelette affectait la sensation de maîtrise des propres mouvements. Après avoir marché soit avec l’appareil réglé à zéro d’assistance soit avec leur profil d’assistance ajusté, les participants ont évalué des affirmations sur le degré auquel ils avaient l’impression d’être à l’origine du mouvement. Comme prévu, les personnes se sentaient plus aux commandes lorsque l’appareil n’aidait pas activement. Pourtant, même avec une assistance partielle, les scores ont nettement baissé, montrant que les poussées et tractions de l’appareil modifiaient l’expérience de la propriété des mouvements. Cela suggère que les futurs designs devraient équilibrer les bénéfices physiques avec la sensation de naturel du mouvement.

Pourquoi cette approche est importante

Cette étude montre que laisser les utilisateurs régler un exosquelette de hanche par sensation peut rapidement produire une assistance personnalisée à la marche qui réduit le coût énergétique à des niveaux comparables à des méthodes de laboratoire plus longues. Les réglages préférés variaient largement d’une personne à l’autre, soulignant la nécessité d’un ajustement individuel plutôt qu’un programme unique pour tous. Parce que la méthode est rapide et ne requiert pas d’appareils de mesure volumineux, elle pourrait rendre les exosquelettes plus pratiques pour les personnes âgées, les patients en rééducation et les utilisateurs au quotidien. Les résultats ouvrent aussi la voie à des systèmes futurs combinant retour d’utilisateur et algorithmes intelligents, créant des aides à la marche qui s’adaptent non seulement au corps mais aussi à la façon dont chaque personne souhaite bouger.

Citation: Schäfer, N., Zhao, G., Li, B. et al. User preference-based human-in-the-loop tuning of exoskeleton assistance during walking. npj Biomed. Innov. 3, 32 (2026). https://doi.org/10.1038/s44385-026-00085-7

Mots-clés: exosquelette de hanche, assistance à la marche, réglage par l’utilisateur, humain dans la boucle, coût métabolique