Studenten van de TU Delft, verenigd in team Project MARCH, hebben hun ontwerp voor een exoskelet gepresenteerd. Het apparaat moet mensen met een dwarslaesie helpen met staan en lopen. Extra aandacht is er voor compacte gewrichten en een nieuw systeem om de gebruiker feedback te geven over de positie van hun benen.

Mensen met een dwarslaesie hebben door een beschadiging in hun ruggenmerg geen gevoel meer in hun lichaam. Hierdoor zitten ze noodgedwongen in een rolstoel. Zowel in sociaal als in fysiek opzicht is dit een onprettige en onwenselijke situatie.

Project MARCH wil daar met een exoskelet iets aan doen. Een exoskelet is een apparaat dat vastzit aan de benen van de patiënt en hem of haar met machinale kracht helpt om te staan en te lopen. Er zijn al enkele exoskeletten op de markt, maar er valt nog veel te verbeteren. Vandaar dat de studenten uit Delft een compact en prettig bestuurbaar exoskelet proberen te bouwen. Afgelopen vrijdag presenteerden ze hun (schetsmatige) ontwerp.
 

Compacte gewrichten

Behalve het gebruik van lichtgewicht materialen is er extra aandacht voor de heup- en kniegewrichten. Die moeten compact worden en toch genoeg ruimte hebben voor een voldoende krachtige motor. ‘Je moet met het pak traptreden kunnen oplopen. Op het moment dat je hoogste been kracht zet, is het koppel op je kniegewricht erg groot’, vertelt Rafael Argiro, chief engineer van het team en student werktuigbouwkunde. ‘Met die eisen kwamen we uit bij een harmonic drive.’ Dit is een speciale tandwieloverbrenging met een grote overbrengingsverhouding.
 

Feedback

Een tweede focuspunt van het team is het interface waarop de gebruiker feedback krijgt over de positie van de benen. ‘Dat is heel lastig om je voor te stellen, maar je voelt niets met je benen, dus je weet ook niet hoe ze staan. We zoeken dus naar andere manieren om die informatie over te brengen. Misschien met lichtsignalen, geluiden of een prikkel ergen boven de dwarslaesie’, zegt Argiro.
 

Ruis

Een andere uitdaging voor het team is het zo klein mogelijk houden van de rugzak vol elektronica, die veel exoskeletten kenmerkt. Dat denken de studenten te kunnen doen door de elektronische componenten slim te verdelen over het pak. Argiro: ‘Daarbij moeten we goed blijven opletten dat we geen ruis introduceren op onze signalen, want daar kom je niet gemakkelijk meer vanaf. Zo hadden we een hoeksensor die vlakbij een sterke motor zat. Die sensor had daar duidelijk last van.’

Het team krijgt de hulp van een dwarslaesiepatiënt, Ruben de Sain (rechts op de foto), die het te bouwen apparaat met het team zal gaan testen. De Sain beschikt al over een exoskelet, de commercieel verkrijgbare ReWalk, dat hij kon aanschaffen dankzij een succesvolle crowdfundingactie. Argiro: ‘Wij kunnen ontzettend veel leren van dat apparaat: hoe zit dat bevestigd aan het lichaam, hoe is de gewichtsverdeling, welke slimme features zitten er verder nog op?’
 

Cybathlon

Het (schets)ontwerp is het tweede van een Delftse studententeam. Vorig jaar ontwierp en bouwde het toenmalige team Project MARCH ook al een exoskelet. Daarmee wilde het team meedoen aan de Cybathlon (lees: 'Nederlands succes op eerste bionische Olympische Spelen'), de eerste wedstrijd voor dit soort apparaten. Maar noodlot trof het team; het apparaat raakt vlak voor de wedstrijd zwaar beschadigd.