Revival Bionics reste fidèle à maxon pour la V2 de sa prothèse de pied
Nous vous avions présenté dans notre numéro 5/2022 le projet de prothèse de pied propulsive développé par Revival Bionics et équipé du moteur EC60 Flat de maxon. Aujourd'hui la start-up optimise les performances de son DM en y intégrant un nouveau moteur du groupe suisse : le EC Frameless DT 50.
Par Evelyne Gisselbrecht
Rappelez-vous : après avoir constaté les limites de la seule prothèse de pied bionique existante du marché (production d'un bruit aigu à chaque pas et rigidité excessive), Guillaume Baniel décide de développer son propre produit à destination des personnes amputées sous le genou. Un projet extrêmement ambitieux car, comme l'explique le jeune startupper lui-même, il est très compliqué de fabriquer un pied robotique. « Reproduire le niveau de performance d'une cheville valide avec un dispositif de la taille du pied humain n'est pas réaliste au stade actuel d'évolution de la technique. Mais on peut essayer de s'en approcher le plus possible ». A ce jour, personne n'a réussi à faire mieux que le MIT et le seul concurrent qui s'y soit essayé a dû rétropédaler et proposer un produit de gamme inférieure, dépourvu de moteur.
Bien conscient de ces contraintes et des compromis auxquels il faut se soumettre, Guillaume Baniel n'en demeure pas moins convaincu qu'il est possible d'améliorer ici le confort du patient. Il crée son entreprise en 2021 : Revival Bionics et développe un démonstrateur qui lui vaudra de décrocher le Grand Prix du prestigieux concours d'innovation i-Lab 2022.
Il choisit d'équiper son premier prototype du modèle EC60 Flat de maxon, un moteur DC sans balai, disponible sur étagère, qui présente l'avantage d'être très peu épais, de produire un couple élevé, et dont la faible vitesse de rotation et l'architecture se traduisent par une émission de bruit très faible.
Un 2ème brevet déposé et un changement de moteur
« Avec ce démonstrateur, nous sommes parvenus à égaler les performances de la seule prothèse de pied bionique du marché. Il nous restait alors à décider si nous devions opter tout de suite pour l'industrialisation du produit ou continuer nos travaux de R&D pour tenter de réaliser une prothèse plus disruptive. Le premier choix nécessitait de convaincre rapidement des investisseurs, dans un contexte économique peu favorable, et d'étoffer nos équipes avec des experts en mécatronique, des profils difficiles à trouver dans un délai court. Nous avons préféré dans un premier temps profiter de l'aide financière obtenue grâce au concours i-Lab pour pousser plus loin nos investigations et poursuivre notre recherche de financements ».
Guillaume Baniel travaille alors sur une nouvelle architecture plus confortable, moins bruyante et plus souple, où la fibre de carbone est prépondérante. Un deuxième brevet est déposé en octobre 2023.
Le nouveau modèle intègre un moteur EC DT frameless 50, issu d'une toute nouvelle gamme lancée par maxon. Moins lourd que l'EC60 Flat, il fait également 10 mm de diamètre en moins et s'avère plus performant. « Outre le fait qu'il soit traversant, ce qui permet par exemple de faire passer des câbles ou des capteurs à l'intérieur, le DT 50 évacue plus facilement la chaleur grâce à ses aimants emprisonnés dans de la résine », précise Guillaume Baniel. « Moyennant quelques ajustements de bobinage et de forme, ce moteur plus miniaturisé nous convient pour la deuxième architecture de notre prothèse. Nous espérons pouvoir réaliser un prototype d'ici cette fin d'année ».
La gamme EC DT Frameless de maxon
Des moteurs dédiés à la robotique
Les principales caractéristiques attendues aujourd'hui pour un moteur sont sa compacité, sa densité de puissance et sa capacité de réponse sur le plan dynamique. Autant de qualités que l'on retrouve dans le modèle EC frameless DT50, précurseur d'une nouvelle famille de produits. Ce type de moteur peut être intégré aisément dans une large gamme d'applications par les ingénieurs de conception. Il prend tout son sens dans les applications où la vitesse peut subir des variations importantes et brutales, comme dans les robots collaboratifs ou des exosquelettes. Lorsqu'il est installé, le moteur EC Frameless DT50 atteint facilement un couple nominal dépassant 500 mNm à une vitesse nominale de 4000 tr/min. Et ce, avec un stator d'un diamètre de 50 mm seulement. La technologie innovante de bobinage permet d'obtenir un moteur de longueur très réduite, avec un grand arbre creux de 28 mm.
Le moteur EC frameless DT50 est complété par un codeur TSX-MAG. Il s'agit d'un nouveau codeur à arbre traversant qui n'est pas installé directement sur l'axe du moteur. Le concepteur dispose ainsi d'une grande liberté de design. Le codeur peut générer des signaux à effet Hall comme des signaux incrémentaux, qui permettent de commuter le moteur selon l'orientation du champ.
Virginie Mialane-Lacroix, responsable du marché médical chez maxon France ajoute : « Il est opportun pour Revival Bionics d'intégrer une nouvelle gamme de moteurs car l'entreprise va bénéficier à la fois d'un saut technologique en termes de performances et de miniaturisation et d'un produit très pérenne pour les années à venir. Aujourd'hui nous accompagnons ce client sur l'optimisation des performances de son DM mais nous pourrons également l'aider dans le futur s'il souhaite un modèle de moteur customisé ».
Travailler sur des projets à la pointe de la technique pour préparer l'avenir
Guillaume Baniel peut effectivement compter sur le dynamisme de son motoriste. maxon a par exemple mis au point le programme YEP (Young Engineers Program) destiné à accompagner les start-up et les jeunes ingénieurs qui cherchent à développer un projet innovant avec des systèmes motorisés électriques. Ce programme est encadré par Max Erick Busse-Grawitz, responsable du transfert de technologie chez maxon, qui fait partie, selon Guillaume Baniel, des 50 experts motoristes les plus compétents au monde. Il pilote notamment les travaux de recherche effectués par maxon en collaboration avec l'EPFL ou l'ETH et anime des sessions techniques autour de la motorisation de demain, en Europe et dans le monde.
« Nos compétences en mécatronique nous permettent de mesurer le niveau d'expertise de maxon », conclut Guillaume Baniel. « Pour la version 2 de notre prothèse, nous avons envoyé à Max Erick les caractéristiques d'un moteur théorique que nous pensions réalisables par maxon et le bobinage qu'il nous a proposé correspondait exactement à celui que nous avions imaginé ».
A voir sur le stand 21 de Medi'Nov.