Tema: Robotter Fremtidens exoskeletter er lette og intelligente Exoskeletter har et stort potentiale for at øge livskvaliteten hos mennesker med lammelser i ben og arme. Af Lotte N. S. Andreasen Struijk. Lektor, Institut for Medicin og Sundhedsteknologi - Aalborg Universitet På verdensplan lever mere end tre millioner mennesker med lammelser på grund af for eksempel ALS eller en rygmarvsskade, og tallet forventes at stige i takt med den voksende andel af ældre. Derfor har man de senere år forsket i at udvikle exoskeletter. Der findes kommercielle exoskeletter, som understøtter armfunktionen ved at registrere svage muskelsammentrækninger hos delvist lammede, når de forsøger at bruge armene. De svage muskelsignaler anvendes til at styre exoskeletterne, og på den måde forstærkes en svært nedsat armfunktion. Samtidig kan exoskelettets bevægelser af brugerens arm være med til at afhjælpe ledproblemer forårsaget af immobilitet. Der er dog stadig udfordringer, når exoskeletter skal bruges af mennesker, som er helt lammede, så de end ikke kan generere svage muskelsignaler. Samtidig er det netop de helt lammede, der har mest brug for exoskeletternes hjælp. Styres på nye måder Hvis et exoskelet skal bruges af et menneske, som er helt lammet i ben og arme, skal det kunne styres på nye måder. På Institut for Medicin og Sundhedsteknologi på Aalborg Universitet forsker vi blandt andet i brugen af hjernebaseret styring og tungebaseret styring. De alternative styringssystemer kan optimeres gennem intelligens, som kan gøre exoskeletterne både halv- og helautomatiske. Det kan for eksempel gøres ved at give exoskeletterne et kamerabaseret syn, så de kan finde genstande i omgivelserne, som brugeren ønsker at samle op. Herefter kan brugeren aktivere en enkelt Ganebøjlen i Exotic-systemet har 18 induktive sensorer, som kan aktiveres med en tungepiercing eller en pålimet aktiveringsenhed. kommando med tungen eller hjernen for at samle genstanden op. En anden form for intelligens kan sørge for, at exoskelettet lærer, husker og er i stand til at gentage forskellige bevægelser, som brugeren anvender ofte. Det kan være at føre et glas op til munden eller at klø sig i håret. Disse bevægelser kan så gennemføres med en enkelt kommando fra brugeren. Intelligensen vil også gøre det nemmere at styre exoskelet-arme med flere end de et eller to led, mange kommercielle exoskeletter i øjeblikket har. Derved kan man bedre hjælpe helt lammede mennesker, som har brug for, at flere af armens i alt syv frihedsgrader understøttes. Intelligent tungestyring På Aalborg Universitet har vi søsat et stort tværvidenskabeligt projekt, der går ud på at udvikle et intelligent tungestyret exoskelet, Exotic, som har bevægelighed svarende til en naturlig menneskearm. Ved hjælp af et tungestyringssystem, som er en tilpasset version af det kommercielle system iTongue, kan en helt lammet bruger styre exoskelet-armen med et slags joystick, der er placeret usynligt i munden. Exotic har kamerabaseret syn og kan derfor finde for eksempel et glas, som brugeren ønsker at samle op. Intelligensen er lavet sådan, at Exotic ikke helt overtager styringen. I stedet sørger systemet for, at exoskelethånden bevæger sig i den rigtige retning mod glasset, så brugeren kun behøver give et minimalt styringssignal. På den måde har brugeren altid selv kontrol over bevægelsen. Exotic tilpasses brugerens ønsker til funktionalitet, og designet tager hensyn til, at brugeren sidder i kørestol. I fremtiden vil vi se lettere exoskeletter, der i højere grad anvender stålwirer mellem motorer og exoskelet. På den måde kan man flytte de tunge motorer væk fra selve armen, og der vil i højere grad blive anvendt lette materialer i 16 | April 2020 |
Download PDF fil
Se arkivet med udgivelser af Medicoteknik her
TechMedias mange andre fagblade kan læses her