22/01/2024
Door Ad Spijkers
Een oudere man draagt een exoskelet om tijdens de Bukhansan Mountain Challenge een flinke heuvel te beklimmen.
Naarmate mensen ouder worden, verliezen ze geleidelijk de spierkracht in hun armen en benen. Dat maakt het voor hen moeilijk om deel te nemen aan vrijetijdsactiviteiten zoals wandelen en reizen. Ze kunnen voor hun mobiliteit afhankelijk worden van hulpmiddelen zoals wandelstokken en rolstoelen. Deze hulpmiddelen verbeteren de spierkracht echter niet. Draagbare hulpmiddelen (wij zouden ze exoskelets noemen, red.) kunnen het gebrek aan spierkracht kunnen compenseren. Hun innovatieve technologie kan de gezondheid en kwaliteit van leven van ouderen verbeteren.
Exoskelet
Het Intelligent Robotics Research Center van het Korea Institute of Science and Technology (KIST) in Seoul heeft een draagbare robot ontwikkeld, Moonwalk-Omni genaamd. Hiermee geven de ontwikkelaars aan dat het apparaat 'actief de beenkracht in elke richting (omnidirectioneel) ondersteunt om te helpen lopen zoals lopen op de maan'. Een man van 65 jaar heeft met succes een draagbare robotuitdaging heeft volbracht om naar de top van de berg Yeongbong (604 m boven zeeniveau) in Korea te klimmen.
Deze Bukhansan Challenge bood de mogelijkheid om draagbare robots in complexe buitenomgevingen te introduceren. Gebruikers konden met succes klimmen met behulp van de spierkracht van de robot, zonder batterijen te vervangen of tussenkomst van ontwikkelaars.
In het verleden zijn verschillende soorten exoskelets ontwikkeld. Door hun grote massa en dito volume zijn ze beperkt gebleven tot het revalidatieproces van patiënten in ziekenhuizen met een eenvoudige binnenomgeving. De Moonwalk-Omni daarentegen is een lichte, draagbare krachthulp die de bewegingen van de gebruiker voorspelt. Het exoskelet ondersteunt ouderen met onvoldoende beenkracht en helpt bij revalidatie en bij dagelijkse activiteiten.
Het apparaat van 2 kg kan zonder hulp gemakkelijk in minder dan tien seconden door een oudere volwassene worden aangetrokken. De vier lichte, krachtige actuatoren aan weerszijden van het bekken helpen de gebruiker tijdens het lopen in evenwicht te brengen. Ze versterken de beensterkte van de drager. met maximaal 30% om de voortbeweging te vergroten.
Challenge
De kunstmatige intelligentie (AI) van het apparaat analyseert het looppatroon van de drager in real-time. Het biedt veilige en effectieve spierondersteuning in verschillende loopomgevingen, waaronder zachte hellingen, ruige rotsachtige paden, steile houten trappen en oneffen stenen trappen. Via de Bukhansan Mountain Wearable Robot Challenge is het onderzoeksteam erin geslaagd de prestaties en betrouwbaarheid van spierondersteuning met behulp van draagbare robots te verifiëren in alledaagse omgevingen die complexer zijn dan ziekenhuizen.
Een oudere deelnemer aan de uitdaging dacht dat hij het bergbeklimmen zou moeten opgeven, waar hij van jongs af aan van genoot. Maar hij voelde zich tien tot twintig jaar jonger nadat hij de berg had beklommen met het exoskelet.
Vervolg
Door de challenge konden de ontwikkelaars experimentele gegevens verzamelen die aantonen dat veilige en effectieve krachtondersteuning mogelijk is in verschillende loopomgevingen. Het exoskelet combineert lichte, krachtige draagbare aandrijftechnologie en gepersonaliseerde ondersteuningstechnologie met kunstmatige intelligentie. De ontwikkelaars verwachten dat deze op grote schaal zal worden gebruikt op het gebied van dagelijkse hulp, revalidatie en lichaamsbeweging voor ouderen die spierkracht missen door het ouder worden.
Als vervolg op Moonwalk-Omni ontwikkelt het onderzoeksteam de Moonwalk-Support. Deze versterkt niet alleen de beenspieren, maar ondersteunt ook de complexe gewrichten van de onderste ledematen zoals heup en knie. Bovendien heeft het team resultaten op verschillende gebieden bereikt door kerntechnologieën en componenten zoals motoren, reductoren en computercircuits voor draagbare robots over te dragen aan een bedrijf in Korea.
Foto: Korea Institute of Science and Technology