Qu'est-ce que vos sous-vêtements ont fait pour vous aujourd'hui? Ils peuvent couvrir votre derrière, couvrir vos règles, ou même filtrer vos flatulences. Mais si Karl Zelik a quelque chose à voir avec cela, les sous-vêtements du futur peuvent également aider à prévenir les maux de dos.
Zelik est ingénieur biomédical à l'Université Vanderbilt. Il étudie la biomécanique et les prothèses des membres inférieurs. Avant ses recherches actuelles, il a déclaré: "Je n'ai jamais vraiment pensé à la biomécanique de la colonne vertébrale ni aux douleurs dans le bas du dos."
Mais il y a deux ans, sa vie a changé. Il est devenu père.
Depuis ce jour mouvementé, son fils est devenu de plus en plus lourd et le soulever a eu des conséquences néfastes sur le dos de Zelik. Il a donc transformé cette douleur en productivité et a commencé à étudier la prévention de la douleur à l'aide d'un gadget portable dissimulable. Maintenant, après plusieurs années de recherche et des centaines d'itérations, son soi-disant "sous-vêtement intelligent" - dont il a déposé le brevet - a fait ses débuts aux États-Unis - fait ses débuts aux États-Unis cette semaine à la conférence de l'American Society of Biomechanics à Boulder, au Colorado.
Chaque fois que vous vous soulevez ou que vous vous penchez, vous devez contracter les muscles du bas du dos pour "vous empêcher de tomber sur le visage", explique Zelik. Cependant, les personnes qui occupent des emplois qui nécessitent une forte levée ou une forte inclinaison (ou les pères qui trimbrissent leurs enfants) utilisent constamment ces petits muscles du dos, ce qui peut éventuellement entraîner une douleur due à une consommation excessive, voire des blessures.
Selon l'analyse 2015 du fardeau mondial des maladies, les douleurs au cou et au dos sont devenues la "principale cause mondiale d'invalidité" dans la plupart des pays. Jusqu'à 80% des personnes ont mal au dos à un moment de leur vie. Et comme les taux de blessures montent en flèche, l'utilisation des ceintures dorsales a également augmenté, mais les preuves sont insuffisantes pour aider à prévenir les blessures au dos, selon le site Internet des Centers for Disease Control.
Entrez Zelik. Il espère s'attaquer au problème des maux de dos avec un appareil fonctionnel portatif qui peut aider à soulever, mais ne nécessite pas d'exosquelette encombrant, semblable à celui d'Ironman. En bref, le sous-vêtement intelligent se compose d'un gilet et d'un pantalon semblable à un short de vélo, reliés par un ensemble de bretelles qui se croisent de l'épaule au short le long du dos. Chacune de ces lanières comporte deux sections: un élastique supérieur élastique et un matériau plus ferme, semblable au caoutchouc.
Le dispositif contient un moteur minuscule, plus petit qu'un tube de baume à lèvres, logé dans la poche avant du gilet. Si vous vous penchez pendant que l'appareil est en position "arrêt", l'élastique élastique se déplace avec votre corps. "Cela ressemblerait à un vêtement normal", déclare Zelik. Lorsqu’il est allumé, une paire d’embrayages empêche l’élastique de s’étirer. Lorsque vous vous penchez, le matériau dur et caoutchouteux attaché aux cuisses devient tendu, soulageant une partie de la pression qui serait autrement exercée sur vos muscles.
Le "sous-vêtement intelligent" est conçu pour atténuer le stress du bas du dos. (Joe Howell / Université Vanderbilt) "C'est un peu comme un vêtement de compression, mais il a été spécialement conçu pour transférer la force sur vos jambes de manière à ne pas glisser ni à vous wedgie", explique Zelik.
L’équipe cherche toujours le moyen optimal de signaler à l’appareil que vous plongez, mais vous pouvez le faire en tapotant le devant de la veste, en utilisant une application pour smartphone ou en faisant des gestes en portant un brassard spécialement conçu à cet effet.
Les chercheurs ont testé leur prototype sur huit sujets devant soulever des poids de 25 et 55 livres et se pencher sous trois angles différents. Pour quantifier réellement les avantages des sous-vêtements, ils ont fixé des capteurs au corps du porteur afin de mesurer les potentiels électriques naturels générés lors de la contraction musculaire. Les tests suggèrent que les sous-vêtements intelligents peuvent réduire la charge sur le dos de 15 à 45%, selon la tâche à effectuer, explique Zelik.
"Je pense que c'est une solution pratique basée sur un design élégant", déclare Conor Walsh, ingénieur en biomécanique à l'Université de Harvard, qui n'a pas participé au développement du nouveau vêtement. Les recherches de Walsh portent sur l'utilisation de la technologie robotique pour augmenter et restaurer les performances humaines, notamment le développement d'exosuits souples pour faciliter les randonnées sur de longues distances.
"C’est vraiment excitant de voir plus de personnes travailler dans ce domaine", dit-il. Walsh explique que de nombreux groupes travaillant avec des technologies d'assistance similaires se sont concentrés sur les jambes, mais cette dernière conception "démontre qu'il est possible d'appliquer ce type de techniques de déchargement des tissus ou des muscles dans différentes parties du corps".
Bien que la dernière itération ne soit pas encore prête pour le marché, l'équipe de Zelik se rapproche. "Il reste encore beaucoup de recherche à faire", dit-il. Il prévoit de tester l'impact de l'appareil sur la fatigue lors de tâches répétitives ou de rester penché pendant une période prolongée. Il espère également étudier les effets à long terme du port du sous-vêtement intelligent - avec des lavages fréquents, bien sûr - pour voir si l'assistance modérée peut réellement aider à réduire le nombre de blessures ou si cela entraîne des conséquences inattendues.
"Ce qui est génial, c'est que c'est une preuve de concept qui a montré que [toutes les pièces de l'appareil] pouvaient s'intégrer dans un très petit facteur de forme", déclare Zelik. "Tu n'as pas besoin d'un gros robot portable pour tenir autour de toi." L’une de ses directives pour le projet était que chaque partie du prototype puisse être fabriquée à partir de matériaux plus petits ou plus minces pour un modèle de production. Il s'attend à ce que les futures versions soient plus facilement dissimulées sous les vêtements.
Pour être clair, souligne Zelik, le dispositif est destiné à empêcher le mal de dos de commencer, pas à le traiter une fois qu'il frappe. Les tests de l'équipe suggèrent toutefois qu'il s'agit d'une méthode prometteuse pour réduire la charge sur le dos lors de tâches de levage difficiles.
Lorsqu'on lui demande combien de temps avant que des appareils portables tels que ceux de Zelik soient commercialisés, Walsh n'hésite pas à répondre. "Certainement dans cinq ans", dit-il. "Je suis convaincu que beaucoup de ces systèmes sont réellement conçus dans un souci de simplicité et de fonctionnalité", a-t-il déclaré. "Ce ne sont pas les combinaisons d'Ironman qui nécessitent un réacteur nucléaire dans la poitrine pour les alimenter."
Mais, comme pour la mise sur le marché de la plupart des nouveaux produits technologiques, cette chronologie est élastique.
