Delftse studenten op goede weg met exoskelet

Het door Delftse studenten gebouwde exoskelet lijkt veelbelovend. Dwarslaesiepatiënt Ruben de Sain, die het pak uitvoerig voor de studenten uittest, slaagde erin om ermee trap te lopen, op te staan uit een diepe sofa, een helling op en een ruw terrein over te lopen. Dat belooft veel voor de toekomst.

Het TU Delft studententeam deden met hun Project MARCH mee aan de Cybathlon Experience, een wedstrijd voor bionische para-atleten in Duitsland. Ze trotseerden samen met Ruben de Sain met hun zelf gebouwde en ontworpen exoskelet de vier alledaagse ‘hindernissen’, uitgezet in een parcours op de beurs RehaCare in Düsseldorf, binnen de tijd. Daarmee werd een tweede plaats in de wedstrijd behaald, waar zowel academische als commerciële teams aan deelnamen. 

Dagelijks gebruik

Na een jaar ontwerpen en bouwen was deze wedstrijd voor de studenten de ultieme proef om hun exoskelet te testen op toepasbaarheid in het dagelijks leven. Al ging het team niet zo zeer voor de winst. ‘We zijn natuurlijk trots op deze tweede plaats, maar belangrijker is dat we door het succesvol afleggen van alle vier de onderdelen hebben laten zien dat het exoskelet als hulpmiddel voor dagelijks gebruik steeds dichterbij komt’, zegt Donald Dingemanse, teammanager en student Industrieel Ontwerpen aan de TU Delft in een persbericht. 

Ruben de Sain testte het exoskelet eind augustus al in Delft. Daar liet hij zien met het robotpak te kunnen lopen, iets wat het landelijke nieuws haalde. Nadat deze eerste stappen een feit waren, zijn de studenten samen met Ruben een intensief trainingstraject gestart voor de Cybathlon Experience. ‘We zijn begonnen met het traplopen, toen dat lukte zijn we doorgegaan met de helling. Zo trainden we stap voor stap alle onderdelen’, vertelt Dingemanse. ‘Aandachtspunten uit die trainingen werden goed geanalyseerd en het robotisch pak werd vervolgens stap voor stap geoptimaliseerd.’

Toekomst

‘Een jaar geleden zijn we begonnen met het ontwerpen van een compleet nieuw gebruiksvriendelijk exoskelet. Het feit dat we in zo’n korte tijd al zo ver zijn gekomen laat de potentie van deze technologie zien en belooft veel voor de toekomst’, zegt Dingemanse.  Ook Ruben de Sain denkt dat exoskeletten een veelbelovend toekomstperspectief hebben. ‘Het studententeam Project MARCH laat zien wat voor verbeterslagen er in één jaar tijd al mogelijk zijn. Wie weet waar we dan over een aantal jaar zullen staan als deze ontwikkelingen doorgetrokken worden? De toekomst die zo’n exoskelet biedt, dat is iets waarvoor we moeten gaan’, zegt Ruben. Voor dwarslaesie patiënten betekent deze nieuwe medisch technologische ontwikkeling niet alleen een verbetering in mobiliteit, maar het biedt ook voordelen voor de lichamelijke en geestelijke gesteldheid van de gebruiker. ‘Het lopen draagt ook bij aan de algehele mentale en fysieke fitheid en heeft een gunstig effect op bijkomende complicaties van een dwarslaesie, zoals blaas- en darmproblematiek’, zegt Ilse van Nes, revalidatiearts bij de Sint Maartenskliniek waar Ruben de Sain eerder een revalidatieprogramma heeft gevolgd waarbij gebruik werd gemaakt van een commercieel exoskelet. 

Cybathlon 2020

Inmiddels is de volgende Cybathlon in Zürich aangekondigd, die vindt plaats in 2020. Met deze wedstrijd als stip op de horizon zullen de studenten van Project MARCH de komende jaren blijven werken aan nieuwe ontwikkelingen van het exoskelet. Elk jaar ontwerpt en bouwt een nieuwe groep studenten van de TU Delft een exoskelet. Zo hoopt Project MARCH steeds dichterbij hun einddoel te komen: het teruggeven van volledige mobiliteit aan mensen met een dwarslaesie. 

Het exoskelet van de studenten bestaat uit een aantal essentiële onderdelen:
– Aluminium heupstructuur: deze is zo ontworpen dat het perfect aansluit op de onderrug van de ‘pilot’, wat bereikt wordt door de aangepaste verbindingen met vulling.
– Elektronica: het brein en de batterij van het exoskelet zijn geplaatst in de rugzak.
– Input device: deze is geïntegreerd in de handgreep van de kruk en biedt de aansturing van de intuïtieve controle voor de piloot. Met behulp van twee knoppen en een scherm, kan de piloot tussen twee verschillende bewegingen wisselen.
– 3D-geprinte kappen: met de Multi Jet Fusion geprinte kappen beschermen de elektronica die daaronder aan het frame is bevestigd. Ze dragen tevens het gewicht van de piloiot als deze het pak aantrekt.
– Compact gewricht; een overbrenging van 1:101, een motor en absolute encoders voor precisiecontrole zorgen er samen voor dat de gewrichten van de MARCH II in staat zijn om hoge krachten te leveren, die nodig zijn om trap te kunnen lopen en andere bewegingen uit te voeren.
– Fixtures en bevestiging: Met meerdere bevestigingen wordt de veiligheid en het comfort van de piloot gewaarborgd tijdens het bewegen met het exoskelet.
– Voetzolen: de voetzolen worden gevormd naar de vorm van de voeten van de piloot. Het risico op blaren en uitschuiven wordt daarmee uitgesloten.

Door: Kelly Bakker
Bron + foto: TU Delft