Les muscles artificiels robotiques constituent une sous-catégorie de muscles artificiels capables de reproduire des mouvements bio-inspirés. Ces systèmes robotiques offrent une vaste gamme de mouvements, notamment grâce à leur compliance intrinsèque, leurs rapports puissance/poids et bien d'autres caractéristiques. Ces muscles artificiels présentent un potentiel d'utilisation important dans de nombreux domaines grâce à leurs avancées en matière de contrôle, de modélisation et de fabrication. Ils sont largement utilisés dans les dispositifs médicaux et les textiles intelligents, ce qui a contribué à l'essor du marché dans les secteurs industriels. Le marché des muscles artificiels robotiques devrait croître à un TCAC de 17,4 % entre 2022 et 2030.

La prévalence croissante du diabète et d'autres maladies, qui accroissent la demande de prothèses, a considérablement contribué à l'augmentation des parts de marché. Selon la Fédération internationale du diabète, en 2019, environ 463 millions d'adultes (20-79 ans) vivaient avec le diabète ; ce nombre devrait atteindre 700 millions d'ici 2045. De nombreux patients diabétiques présentent un risque d'ulcères du pied, qui conduisent souvent à l'amputation. Par ailleurs, selon l'Amputee Coalition of America, les maladies vasculaires sont considérées comme la principale cause d'amputation des membres inférieurs.

Quelle est la situation du marché ?

Le marché mondial des muscles artificiels robotisés est en pleine expansion, porté par les progrès et les investissements dans la recherche et le développement en intelligence artificielle. L'objectif est d'améliorer la qualité de vie des personnes amputées, ce qui a permis la création de produits technologiquement avancés. L'utilisation de ces muscles comme actionneurs industriels contribue également à la croissance du marché, qui devrait poursuivre son essor de manière significative au cours de la période de prévision. Ce marché peut être segmenté selon les critères suivants :

Par type 

• Actionneurs piézoélectriques
• Actionneurs en polymère électroactif (EAP)
• Actionneurs en polymères à mémoire de forme (SMP)
• Actionneurs à fluide souple
• Autres

Par matériau 

• EAP ioniques
• Polymères conducteurs (PC)
• Nanotubes de carbone (NTC)
• gels électroactifs
• Autres

Par mécanisme d'actionnement

• Actionnement par champ électrique
• Actionnement thermique
• Actionnement pneumatique
• Autres

Par candidatures 

• Pinces et manipulateurs
• robots marcheurs
• Robots biomimétiques
• robots humanoïdes
• robots médicaux
• Robots auto-reconfigurables
• Robots portables et d'assistance
• Autres

Les facteurs mentionnés précédemment, associés à des avantages tels que la légèreté, la flexibilité, la réactivité et le fonctionnement silencieux des muscles artificiels robotisés, génèrent des revenus importants sur le marché. Cependant, leur coût élevé engendre des difficultés budgétaires. De plus, le besoin en main-d'œuvre qualifiée alourdit le coût d'investissement, freinant ainsi la croissance du marché.

Les actionneurs piézoélectriques dominent le marché des actionneurs musculaires artificiels robotiques grâce à leur grande efficacité, leur vitesse et leur contrainte élevées, ainsi qu'à leur excellente précision de positionnement. Du point de vue des matériaux, les polymères dominent le marché car ils génèrent des déformations et des contraintes importantes par forces électrostatiques et trouvent de nombreuses applications. Parmi celles-ci, les robots biomimétiques occupent une place considérable sur le marché grâce à leurs nombreuses applications dans les robots, les exosquelettes motorisés et les actionneurs industriels.

L'analyse régionale du marché a mis en évidence la domination de l'Europe, grâce à ses avancées scientifiques et technologiques et aux progrès significatifs réalisés en matière de recherche et développement. Par exemple, STAMAS, développé par Arquimea Ingeniería, vise à créer des mains et des jambes robotiques innovantes. Ce projet utilise des actionneurs en alliages à mémoire de forme (AMF) et en polymères électroactifs (PEA) pour aider les astronautes à compenser les effets de la microgravité et à améliorer la mobilité de leurs doigts. Par ailleurs, les chercheurs ont mis au point une musculature artificielle performante qui a bouleversé le marché des muscles artificiels robotiques. Ce muscle peut se dilater et se contracter en fonction de la chaleur. Le Japon, les États-Unis et d'autres régions contribuent également de manière significative à ce marché. Des chercheurs du MIT (Massachusetts, États-Unis) ont développé des muscles artificiels dotés d'excellentes capacités d'étirement et de levage de charges.

Pour développer un produit phare dans une optique de rentabilité, il est essentiel de minimiser les risques d'incertitude et de maximiser la croissance. Plusieurs acteurs clés participent au développement des muscles artificiels robotiques, notamment Össur, le Centre d'initiative de recherche créative pour la nano-ingénierie fonctionnellement antagoniste de KAIST, Ottobock, Ohio Willow Wood Company, Liberating Technologies, Inc., Proteor, Chas. A. Blatchford & Sons Ltd., Environmental Robots Incorporated (ERI) et RSL Steeper Group Ltd.

Que font les concurrents ?

• Liberating Technologies, Inc. conçoit et fournit des prothèses pour les membres supérieurs. L'entreprise a développé et fabriqué la prothèse VariGrip, qui offre soutien et contrôle aux personnes amputées sous le coude. Liberating Technologies a également développé une prothèse spécifiquement conçue pour les personnes amputées au-dessus du coude : le système Boston Digital Arm System. L'entreprise développe des prothèses pour tous les groupes d'âge depuis longtemps.
• Une équipe de chercheurs du Centre d'initiative de recherche créative pour la nano-ingénierie fonctionnellement antagoniste de KAIST a mis au point un muscle robotique composé de MXène réticulé ioniquement à un polymère synthétique. Cette combinaison confère au muscle flexibilité tout en préservant sa force et sa conductivité.
• Environmental Robots Incorporated (ERI) est un leader mondial des nanocapteurs et nanoactionneurs biomimétiques, des muscles artificiels, des kits scientifiques, et bien plus encore. ERI a développé un kit scientifique économique de muscle artificiel polymérique contractile afin de mettre en lumière la technologie des polymères électroactifs. Son objectif était de sensibiliser les chercheurs, les étudiants, les ingénieurs et les scientifiques à la technologie des polymères chimiquement activés.