L’essor des cybernoïdes : un Inventeur japonais crée des robots portables

Nom:Yoshiyuki Sankai / Cyberdyne Inc.
Pays / Territoire:Japon
Droit(s) de P.I.:Brevets, Marques
Date de publication:3 septembre 2010
Dernière mise à jour:16 septembre 2015

Généralités


“On a plutôt l’impression d’être monté sur un robot que d’en porter un”, déclare le Professeur Sankai (Photo: courtesy des Université of Tsukuba Cyberdyne Inc.)

C’est le livre “Les robots” d’Isaac Asimov qui a fait naître dans l’esprit d’un jeune garçon en 1968 le rêve de devenir un savant qui fabrique des robots. Un rêve typique de petit garçon en vérité, mais à la différence de la plupart des autres jeunes, il a été de plus en plus fasciné par l’ingénierie et la robotique en grandissant. Pendant les cours de sciences naturelles, à l’école, il a expérimenté les effets de l’électricité sur les pattes de grenouille et adolescent, il s’est intéressé à l’utilisation potentielle de la technologie pour améliorer les performances humaines. Il a fait des études d’ingénieur et a finalement choisi d’enseigner à l’Université de Tsukuba, au Japon.

En 2005, le professeur a étonné le monde avec son invention, une combinaison de robot de type cyborg qui peut accroître et améliorer les capacités physiques de l’homme. L’invention de la combinaison de robot du Professeur Yoshiyuki Sankai, appelée HAL™ pour “Hybrid Assistive Limb” constitue un exploit scientifique et technologique majeur en permettant aux personnes âgées d’accomplir des tâches quotidiennes qui seraient sinon difficiles pour elles, comme marcher, monter un escalier ou soulever des objets lourds. L’entreprise du Professeur Sankai, Cyberdyne® Inc., fabrique et commercialise les combinaisons de robot HAL, qui ont un énorme potentiel non seulement à des fins médicales, mais aussi pour des opérations de sauvetage, l’industrie du spectacle, les travaux d’usine à forte intensité de main d’œuvre et autres opérations connexes.

Recherche-développement

Des travaux de recherche et développement (R D) sur la combinaison de robot HAL se poursuivent à l’Institute of Systems and Engineering Mechanics de l’Université de Tsukuba. C’est le Professeur Sankai qui les dirige, avec le concours d’un groupe de jeunes chercheurs très motivés. Le Professeur Sankai s’intéresse depuis le début du rapport des êtres humains avec la technologie. Le vieillissement et l’affaiblissement qui en résulte constituent un aspect inévitable de la condition humaine, mais la technologie peut faciliter la vie des personnes âgées. Le système biodéfensif du corps humain rejette tout ce qui tente de pénétrer la peau. C’est la raison pour laquelle le Professeur Sankai a conclu que la peau était une frontière importante et que pour empêcher le rejet, la technologie devait opérer sur et non sous cette frontière. C’est ainsi qu’il a décidé de mettre au point la combinaison de robot.

Cette combinaison fonctionne au moyen de capteurs sensibles placés sur la peau, qui reçoivent des impulsions électriques transmises du cerveau de l’utilisateur à ses muscles. Un ordinateur intégré analyse ces signaux et les transmet instantanément à des mécanismes perfectionnés, qui aident délicatement l’utilisateur à effectuer les actes souhaités. Des cadres soutiennent ses jambes et assurent sa stabilité. “Le plus difficile a été de développer un système permettant d’évaluer l’intention de l’utilisateur,” explique le professeur Sankai. “Si les moteurs démarraient avec un milliardième de seconde de retard, la combinaison gênerait son utilisateur”.

Une boucle interactive en spirale du système humain et des informations données au robot rend l’invention possible. Pour compléter ce cycle, le professeur Sankai a dû relever de nombreux défis. Les humains risquent de ressentir une gêne en revêtant la combinaison car celle-ci fait office de capteur et également de matériel de contrôle de l’ensemble du corps. Cela affecte l’utilisateur à la fois physiquement et mentalement. Réduire la taille et le poids de la combinaison n’a pas été facile, et il a fallu également prendre en compte les différences corporelles individuelles. Des connaissances en ingénierie et dans d’autres domaines comme la science du comportement, la science neuro crânienne, la physiologie et la psychologie étaient nécessaires au fonctionnement de la technologie. Même si la combinaison proprement dite a pu être mise au point, des conditions juridiques, éthiques et sécuritaires ont dû être remplies pour qu’une contribution positive puisse être apportée à la société. Le professeur Sankai a donc jugé nécessaire de créer un système académique regroupant un certain nombre de domaines, qu’il a appelé “cybernique”et qui est maintenant reconnu au niveau international. La combinaison de robot HAL est le fruit d’années de recherche sur la cybernique à l’Université de Tsukuba.

Brevets

Le dispositif novateur, de même que des inventions connexes, est breveté dans de nombreux pays dont le Japon, les États-Unis d’Amérique et l’Europe. Le professeur Sankai a également déposé une demande selon le PCT pour la combinaison de robot. Il a également un certain nombre d’autres inventions à son actif et des demandes internationales en vertu du système du Traité de coopération en matière de brevets (PCT) créé par l'Organisation Mondiale de la Propriété Intellectuelle (OMPI). Le Centre de liaison industrielle et de recherche coopérative (ILC) de l’Université de Tsukuba participe à la gestion et la présentation des demandes de brevet pour les résultats des recherches de l’université dignes de faire l’objet d’un brevet, notamment celles de Cyberdyne et du laboratoire du Professeur Sankai. Dès 2010, l’ILC a également entrepris un projet pour utiliser la propriété intellectuelle. Le professeur Sankai est l’unique propriétaire des brevets relatifs à certaines de ses inventions, tandis qu’il en partage d’autres avec l’Université de Tsukuba.


(PATENTSCOPE search)


Le cadre du membre hybride d’assistance qui fait l’objet de la demande PCT/JP2009/066364
(PATENTSCOPE® search)

Marques

Le professeur Sankai a protégé les noms “combinaison de robot” et “combinaison de robot Hal” aux États-Unis d’Amérique. Le nom de sa société, Cyberdyne, est également enregistré auprès de l’Office des brevets et des marques des États-Unis d’Amérique (USPTO). Il s’agit dans tous les cas, y compris pour le “membre hybride d’assistance” et “HAL”, de marques ou de marques déposées conformément au droit des marques japonais.

Commercialisation

La combinaison de robot est commercialisée par Cyberdyne Inc., société à capital risque issue de l’université qui a pour but d’utiliser les résultats positifs du laboratoire du professeur Sankai. Ce dernier est convaincu que les scientifiques ont un rôle important à jouer pour stimuler la création d’industries nouvelles, et il encourage ses jeunes chercheurs à se lancer activement dans de nouvelles entreprises, mais un cadre universitaire ne se prête guère à la production de masse et à la commercialisation, et une entreprise rejeton a donc été nécessaire. Cyberdyne a été créée en 2004 pour faciliter ce processus : d’une part, l’entreprise mène des activités de R-D sur les combinaisons de robot HAL et d’autre part, elle s’occupe de la production, de la location et de la vente des combinaisons. Cyberdyne bénéficie du concours de l’Université de Tsukuba par le biais des “Projets de recherche en vue de promouvoir la coopération entre l’université et l’industrie” et des “Projets d’appui à la création d’entreprises rejetons de l’Université” de l’ILC.

Fin 2008, Cyberdyne a annoncé qu’elle se lancerait dans la production de masse, la commercialisation et la distribution des combinaisons de robot HAL. Leur prix unitaire varie d’une région à l’autre du fait de différences de réglementation et de systèmes de gestion, mais il reste très élevé. Les commandes affluent néanmoins.
En 2010, les combinaisons HAL étaient encore réservées à des clients japonais, mais Cyberdyne envisage de les vendre progressivement dans d’autres régions du monde.

Partenariats

En novembre 2009, Cyberdyne a conclu un accord avec la municipalité danoise d’Odense (Danemark), qui teste les combinaisons HAL dans un service de rééducation dirigé par l’agence municipale de soins aux personnes âgées et aux handicapés. Une des raisons pour lesquelles Cyberdyne a choisi le Danemark est que ce pays se concentre actuellement sur le développement de la technologie au service du bien-être. Cyberdyne a l’intention de faire du Danemark son centre européen, d’où elle pourra étendre ses opérations à d’autres pays européens. Cyberdyne a également signé un protocole d’accord avec l’Institut Karolinska et l’Hôpital Danderyds de cet institut pour collaborer à des travaux de R-D en vue d’apporter des améliorations supplémentaires aux combinaisons de robot.

Résultats commerciaux

L’invention originale du professeur Sankai est tout à fait unique dans son domaine. HAL est le premier robot du monde de type cyborg, et pour la revue TIME, il est au nombre des “inventions les plus étonnantes de 2005”. Du fait de la demande croissante dont HAL fait l’objet, Cyberdyne envisage de produire la combinaison à grande échelle. Celle-ci offre des possibilités très prometteuses d’applications en médecine, pour les soins personnels, l’industrie du spectacle et d’autres activités connexes.

Le Premier ministre danois Lars Loekke Rasmussen, qui a rendu visite à Cyberdyne à Tokyo en mars 2010, a déclaré : “C’est presque incroyable, mais je peux voir de mes propres yeux que ça marche vraiment… Je pense que cette technologie a un potentiel fantastique… Pour la rééducation, c’est manifestement une très bonne idée”.

En 2010, le Professeur Sankai a reçu une récompense spéciale du président de l’Université de Tsukuba pour sa contribution exceptionnelle à la science et à la technologie. Il a reçu d’autres prix dont le World Technology Award (2005), le Good Design Gold Award (2006), le Best Paper Award de l’International Journal of Avanced Robotics (2006), le Japan Innovator Award (2006), le prix de l’American Society for Artificial Organs, le prix de l’International Society for Artificial Organs, le prix du Ministre de l’Économie, du Commerce et de l’Industrie du Japon (2007), le prix de l’Institut national de Politique scientifique et technologique (2007), le prix NIKKEI Top – Quality / Service (2008), l’Invention & Entrepreneurship Award (2009), et le prix de l’invention du XXIe siècle de l’Institut japonais pour l’invention et l’innovation (2009).

La clé du succès : des travaux de recherche et développement innovants qui reposent sur une vision futuriste

La clé du succès de la combinaison de robot HAL est l’initiative novatrice de R-D du professeur Sankai reposant sur une vision futuriste. Il a concentré ses travaux de R-D sur la recherche d’une solution à un problème social de plus en plus grave au Japon, la pénurie de main-d’œuvre due au vieillissement de la population. Son invention tente d’apporter une solution technologique à ce problème social, avec des applications potentielles dans de nombreux domaines, notamment l’aide à la rééducation et à l’exercice physiques, aux travaux pénibles et aux secours sur les lieux d’une catastrophe.