Nieuwe hard- en software, gemotoriseerde scharnieren, druksensoren en een dieptecamara. De door Delftse studenten ontwikkelde high-tech loophulp March VI zit vol nieuwe toepassingen. De ontwikkelaars van de zesde generatie van het exoskelet, een robotisch en motorisch harnas voor loopondersteuning, willen de stap maken van trainingshulpmiddel naar loophulp voor dagelijks gebruik.
Gisteren lieten de studenten van de TU Delft het ontwerp van exoskelet March VI zien. In een animatie (zie video) werden de belangrijkste vernieuwingen getoond.
Omdat het exoskelet de stap moet maken van een gecontroleerd testparcours naar de straat wordt de balans extra verstevigd. Dat gebeurt door acht druksensoren in de zolen. Met behulp van die sensoren weet het exoskelet of de gebruiker nog aan het leunen is of de stap- of zitbeweging heeft afgerond. In combinatie met een dieptecamera ziet het exoskelet waar het kan lopen en past daarop de gewenste stap- en looppatronen aan.
Ook de hard- en software worden vernieuwd. Om elke vier milliseconde een berekening te maken van de verschillende inputsignalen, is gekozen voor een nieuwe boordcomputer: de ASRock. Ook maakt March VI gebruik van de laatste versie van het robot operating system, een op Linux gebaseerd besturingssysteem. Intel Realsense maakt de berekeningen.
Motoren in schanieren
Mechanisch zijn er ook veranderingen ten opzichte van de vijf voorgangers. De knie-, heup- en enkelgewrichten in de nieuwste versie zijn gemotoriseerd. Daardoor ontstaat volgens de ontwikkelaars zeventig procent meer rotatiekracht.
Ook is het instappen in de loophulp vereenvoudigd doordat het beenstuk zestig graden naar de zijkant kan draaien. Het idee is dat de gebruiker – door de ontwerpers de piloot genoemd – zelfstandig in het harnas kan stappen. Om het gebruik buiten de deur mogelijk te maken, is ook de accuduur verdubbeld en zijn speciale kappen gemaakt die vitale onderdelen beschermen tegen een mogelijke regenbui.
EEG
Voor de aansturing van het exoskelet wordt geëxperimenteerd met elektro-encefalografie, waarbij de gebruiker een hoofdband om krijgt die de hersenactiviteiten meet. Gekeken wordt of het loopsysteem in de toekomst direct kan worden aangestuurd door commando’s vanuit de hersenen. In theorie moet het exoskelet reageren als de gebruiker bijvoorbeeld ‘stap naar links’ denkt. Dat onderzoek is nog in een zeer experimentele fase.
De March VI zal nog bestuurd worden met knoppen op een console in de handvatten van loopkrukken die de gebruiker vasthoudt .
Wandeling door de stad
Normaal is de jaarlijkse Cybathlon, een wedstrijd in Zwitserland, waarin universiteiten in verschillende categorieën (snelheid, ontwikkelkosten, modulatie van hulpmiddel) de strijd aangaan, dé krachtmeting voor het March-project. Maar het is in verband met de corona-maatregelen maar de vraag of dat evenement dit jaar door kan gaan. Bovendien programmeren steeds meer deelnemers hun exoskelet voor omdat de onderdelen van het parcours al bekend zijn. Die situatie is niet vergelijkbaar met de dynamiek van gebruik in de dagelijkse praktijk van steeds wisselende ondergronden, waarin de loophulp zich in real time moet aanpassen aan de ondergrond en gebruiker.
De Delftse ontwikkelaars hebben het doel gesteld om in augustus met de 33-jarige piloot Koen van Zeeland een stadwandeling te maken. Van Zeeland, in 2013 gediagnostiseerd met een dwarslaesie, is een belangrijke schakel om de wensen en ervaringen van de gebruiker met het ontwerpteam te delen. Door die samenwerking moet een juiste en gebruiksvriendelijke oplossing ontstaan.
Volgens hoofd-engineer Eva van Houwelingen is March VI het begin van een generatie exoskeletten die afgestemd zijn op de dagelijkse leefomgeving en situaties van mensen met een dwarslaesie. Na de presentatie van het ontwerp worden alle onderdelen geassembleerd. In mei verwacht ze we van start te kunnen gaan met het trainen met Van Zeeland. Van Houwelingen: ‘Ons ultieme doel is om in augustus met Koen en het exoskelet in het centrum van Delft rond te lopen.’
Project March
Project March (motor assisted robotic chassis for humans) is een studententeam van de TU Delft dat zich jaarlijks inzet om een exoskelet te ontwikkelen voor iemand met een dwarslaesie. Met dat robotisch motorisch harnas kan de patiënt weer opstaan en lopen. Er doen 26 studenten mee vanuit verschillende studierichtingen, zoals werktuigbouw, ict en biomedische wetenschappen. Zij werken samen in multidisciplinaire teams en bouwen voort op de kennis en ervaring van eerdere March-exoskeletten.
Project March dingt ook nog mee naar de Computable Awards 2021. Op 1 april 2021 wordt het project gepresenteerd aan een vakjury en strijdt het om de vijf felbegeerde nominaties in de categorie Zorgproject.
