ANDI : un robot capable de respirer, de transpirer et de marcher
« On ne peut pas mettre des humains dans des situations dangereuses de chaleur extrême et les tester. Mais il y a des situations où des gens meurent de chaleur et nous ne comprenons pas encore tout à fait ce qui s’est passé. ANDI peut nous aider. »
Un communiqué de presse de l’Arizona State University (ASU) a révélé l’utilisation d’ANDI, le premier mannequin thermique intérieur-extérieur au monde qui respire, transpire et marche, afin d’étudier la façon dont notre corps réagit à la chaleur extrême.
Construit sur mesure pour l’ASU par la société Thermatrics, spécialisée dans les technologies de mesure thermique, ANDI imite les fonctions thermiques du corps humain et possède 35 surfaces différentes, chacune équipée de capteurs de température et de flux de chaleur, ainsi que de pores de transpiration.
« ANDI génère de la chaleur, tremble, marche et respire », explique Konrad Rykaczewski, professeur associé à l’école d’ingénierie de la matière, des transports et de l’énergie.
« Il y a beaucoup d’excellents travaux dans le domaine de la chaleur extrême, mais il en manque aussi beaucoup. Nous essayons de développer une très bonne compréhension (de l’impact de la chaleur sur le corps humain) afin de pouvoir concevoir quantitativement des solutions pour y remédier. »
Des lendemains plus chauds, des humains stressés
Des milliers de personnes meurent chaque année aux États-Unis de maladies liées à la chaleur. Le comté de Maricopa comptera à lui seul 425 décès liés à la chaleur en 2022, soit une augmentation de 25 % par rapport à l’année dernière.
Ces chiffres sont susceptibles d’augmenter encore, car le pays devrait connaître des vagues de chaleur plus intenses dans les décennies à venir.
Les chercheurs associent ANDI et MaRTy pour travailler ensemble et mieux comprendre les mécanismes de la transpiration humaine, comme le changement de la température de la peau et de la température centrale, et identifier comment des environnements spécifiques peuvent augmenter le risque de chaleur. ASU/ Christopher Goulet
Jenni Vanos, professeur associé à la School of Sustainability, et Ariane Middel, professeur assistant à la School of Arts, Media, and Engineering, collaborent avec Rykaczewski pour analyser les effets du stress thermique sur le corps humain.
« Il est impossible de placer des êtres humains dans des situations dangereuses de chaleur extrême et de tester ce qui se passerait », a déclaré M. Vanos. « Mais il y a des situations que nous connaissons dans la vallée où les gens meurent de chaleur et nous ne comprenons pas encore tout à fait ce qui s’est passé. L’ANDI peut nous aider à y voir plus clair. » M. Vanos est spécialisé dans la recherche sur les liens entre la chaleur extrême et la santé humaine, en particulier pour les personnes qui mènent une vie active, comme les enfants et les athlètes.
Simuler le monde extérieur
L’ASU a mis au point une chambre thermique capable de simuler des scénarios d’exposition à la chaleur dans le monde entier pour qu’ANDI puisse y résider. Ces températures peuvent atteindre 140 degrés Fahrenheit et le rayonnement solaire.
Des canaux de refroidissement internes garantissent que de l’eau fraîche circule dans le corps d’ANDI et le maintient au frais dans les conditions de chaleur extrême simulées.
Une variété de variables complexes influençant notre perception de la chaleur, y compris le rayonnement solaire, le rayonnement infrarouge du sol et la convection de l’air environnant, sont ensuite mesurées.
Les chercheurs espèrent mieux comprendre les mécanismes de la transpiration humaine en associant ANDI à MaRTy, le robot biométéorologique de chaleur de l’ASU.
« MaRTy peut nous dire comment l’environnement bâti modifie la quantité de chaleur qui atteint le corps, mais MaRTy ne sait pas ce qui se passe à l’intérieur du corps. MaRTy mesure l’environnement, puis ANDI peut nous dire comment le corps peut réagir », a déclaré Middel.
« Nous pouvons transférer différents modèles d’IMC, d’âge et de conditions médicales (dans ANDI) », a déclaré Ankit Joshi, chercheur à l’ASU et opérateur principal d’ANDI.
L’équipe pense que les données collectées par ANDI et les connaissances ainsi acquises aideront à concevoir des vêtements réfrigérants et des exosquelettes pour les sacs à dos conçus pour le refroidissement.
« Nous essayons d’aborder cette question d’un point de vue très holistique, mais il n’y aura pas de solution miracle pour quoi que ce soit », a ajouté M. Rykaczewski. L’équipe invite les étudiants de premier cycle, les diplômés et les postdoctorants à la rejoindre dans son aventure.
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Source : Interesting Engineering – Traduit par Anguille sous roche
