Evenwicht bewaren met een robotpak

Scriptie

Robotpak
Een exoskelet, een soort ‘robotpak’ dat iemand kan aantrekken om extra kracht te geven aan de heup, knie en enkel, is sinds enkele jaren in opmars. Ex-student ingenieurswetenschappen Dries Mys (KU Leuven) wil dit nu inzetten om verzwakte mensen hun evenwicht te laten terugvinden.

Het lijkt iets futuristisch, een exoskelet, maar de laatste tijd krijgt het steeds meer naamsbekendheid. Zo trok in 2014 een verlamde Braziliaan een exoskelet aan om het WK Voetbal in Sao Paolo officieel op gang te trappen. In het geval van de Braziliaan ging het over een exoskelet dat de benen van de gebruiker ter hoogte van de enkel, knie en heup ondersteunt. Vandaag de dag worden exoskeletten gebruikt om volledig verlamde personen opnieuw te laten stappen. Deze exoskeletten nemen de volledige controle van de onderste ledematen over.

Evenwicht
De bedoeling van Dries Mys' thesis was een biomimetische evenwichtsregelaar, een regelaar die menselijke bewegingen nabootst, te ontwikkelen. Op die manier voelt de ondersteuning die het exoskelet levert natuurlijker aan. Mys: “Bij dit type is het niet de bedoeling de bewegingen van de patiënt over te nemen. Het skelet moet alleen ingrijpen wanneer de patiënt, denk aan een MS-patiënt of iemand die revalideert, zijn evenwicht dreigt te verliezen tijdens het rechtop staan. Op die manier kan deze verzwakte persoon nog zo veel mogelijk zijn spieren gebruiken om verder verlies van spierweefsel te vermijden. Bovendien heeft de persoon dan zijn handen vrij voor andere taken. Bij veel andere exoskeletten hebben patiënten krukken nodig om het evenwicht te bewaren.”

Het exoskelet kan je ook in de industrie gebruiken om valongelukken te voorkomen

Mys: “Om het exoskelet te ontwikkelen, heb ik verschillende evenwichtsstrategieën bestudeerd met behulp van een virtuele simulatie van de mens.” Op die manier kon hij een evenwichtsregelaar opstellen die aan beide eisen voldoet: comfortabel het evenwicht behouden en snel en krachtig ingrijpen indien nodig. Als laatste heeft hij de juistheid van de evenwichtsregelaar getest door het evenwicht van de mens, in dit geval bij gezonde jongeren, te verstoren tijdens het opstaan. Mét succes.

Marc Herremans
Potentieel
De regelaar die Mys ontworpen heeft, biedt dus potentieel voor het assisteren van verzwakte personen bij het behouden van hun evenwicht. Daarnaast kan men het ook voor industriële toepassingen gebruiken. Het skelet versterkt dan de mens en laat deze vrij bewegen tijdens het uitvoeren van zijn taak. Wanneer de persoon echter zijn evenwicht verliest, grijpt het skelet in. Dit kan valongelukken, met de bijhorende kosten, drastisch verminderen.

Op dit moment werkt Dries Mys verder aan zijn project. Zo moet het exoskelet, na de testen bij gezonde jongeren, nu getest worden bij de beoogde doelgroep van verzwakte personen. Daarnaast moet Mys ook de hardware nog verbeteren zodat het exoskelet in alle situaties een volledige assistentie kan geven.

Wil je het exoskelet in actie zien? Bekijk dan hier het filmpje: www.bit.ly/DriesMys


Dit artikel verscheen in de Vlaamse ScriptieKrant.

Meer weten? Je kan de integrale thesis lezen in onze scriptiebank.

Deze thesis werd geschreven onder begeleiding van Prof. Dr. Ir. Joris De Schutter, Dr. Ir. Erwin Aertbeliën en Dr. Friedl De Groote.

Lees hier de volledige thesis