UT gaat wearable robots als exoskeletten testen in nieuw lab

Werknemers die lichamelijk zware handelingen uitvoeren zoals het tillen van zware dozen kunnen hierbij worden ondersteund door een exoskelet. Deze skeletten hebben echter veel starre onderdelen en zijn voorzien van motoren en accu's. Op termijn worden exoskeletten daarom doorontwikkeld tot flexibele pakken met lichte onderdelen en slimme aansturing, verwacht de Universiteit Twente (UT). Om deze pakken veilig te kunnen testen richt de UT het Wearable Robotics Lab op.

Onder de term ‘wearable robots’ vallen exoskeletten, maar ook andere roboticatoepassingen die door de mens kunnen worden gedragen. Wearable robots kunnen worden ingezet voor uiteenlopende toepassingen. Zo kunnen de robots mensen helpen te revalideren en worden ingezet om mensen te trainen na een ongeluk weer zelf te bewegen. Ook kunnen de robots worden ingezet om werknemers te ondersteunen bij het uitvoeren van zware handelingen, met als doel blessures en daaraan gerelateerd ziekteverzuim te voorkomen. Een wearable robot kan daarnaast worden ingezet om de bewegingen van een mens te vertalen naar bewegingen van bijvoorbeeld een robotarm. 

Exoskeletten

Een bekend voorbeeld van wearable robots zijn exoskeletten, pakken die aan de buitenzijde van het lichaam worden gedragen en functioneren als een soort uitwendig skelet. Dit skelet kan tijdens het uitvoeren van bepaalde handelingen de belasting op de gebruiker verminderen. Al langer zijn verschillende exoskeletten beschikbaar en in ontwikkeling. Een bekend voorbeeld is een exoskelet dat wordt ontwikkeld door het studententeam Project MARCH van de TU Delft. Dit exoskelet geeft patiënten met een dwarslaesie hun mobiliteit terug en helpt hen dagelijkse activiteiten uit te voeren. Een ander voorbeeld is het Delftse bedrijf Laevo, dat in april 2017 de Laevo V2.5 lanceerde. Dit is het eerste zelfmonteerbare exoskelet ter wereld dat werknemers in onder andere de maakindustrie ondersteunt bij het uitvoeren van belastende werkzaamheden. De Laevo V2.5 wordt gebruikt door onder meer PON Logistics, Geodis Logistics, John Deere, ENGIE Cofely, Daher en WTH. 

Herman van der Kooij, hoogleraar Biomechatronica en Revalidatie bij UT, wijst er echter op dat exoskeletten veel starre onderdelen hebben en voorzien zijn van zowel motoren als accu’s. Dit terwijl het probleem dat exoskeletten oplossen volgens Van der Kooij niet in het skelet zit, maar in de spieren en zenuwen. De hoogleraar wil exoskeletten daarom doorontwikkelen naar robots die je kunt aantrekken als een pak, zijn voorzien van lichte onderdelen en gebruikt kunnen worden zonder hulpmiddelen als krukken. 

Realtime aansturing

De flexibele pakken worden voorzien van compacte actuatoren die op een andere manier werken dan in gebruikelijke robots. De pakken moeten in realtime kunnen worden aangestuurd door gebruikers, waarbij onderzoekers van de UT gebruik willen maken van individuele spiermodellen en EMG-metingen van gebruikers. De onderzoekers werken momenteel aan een lichtgewicht knie-orthese, een uitwendig gedragen hulpmiddel om de knie te ondersteunen. Zodra de ontwikkeling van deze orthese is afgerond, willen de onderzoekers zich storten op de ontwikkeling van modules voor de enkel en heup.

Aangezien de ‘robotpakken’ door mensen worden gedragen, is bij het testen van dergelijke middelen de veiligheid van proefpersonen een belangrijk aandachtspunt. Het Wearable Robotics Lab is een omgeving waarin dergelijke ontwikkelingen op veilige wijze worden ontwikkeld. Het lab is door de UT ontwikkeld in samenwerking met revalidatiespecialisten van het Enschedese bedrijf Roessingh Research and Development (RRD). De faciliteit is onderdeel van het nieuwe Joint Innovation Center for Interaction Robotics I-Botics, dat door de UT in samenwerking met TNO is opgericht en gevestigd op de campus van de UT. 

Cybathlons

Het lab wordt ook de thuishaven van een team van de UT, RRD en de TU Delft dat deelneemt aan de CYBATHLON, een kampioenschap georganiseerd door de ETH Zürich. In de CYBATHLON voeren mensen met een beperking een reeks uitdagingen uit, waarbij zij worden ondersteunt door technologie als exoskeletten en de flexibele pakken waar de UT aan werkt. Meer informatie over deze competitie is hier te vinden.

Auteur: Wouter Hoeffnagel
Bron: Universiteit Twente
Bron: Project MARCH
Bron: Laevo
Bron: ETH Zürich
Bron foto: Pixabay / www_slon_pics