Robotenkel benadert de realiteit
29 januari 2014 door ADWEen nieuw exoskelet bootst de natuurlijke voetbewegingen na. Daar zorgen elastische sensoren en door lucht aangedreven spieren voor.
Amerikaanse onderzoekers hebben een artificieel onderbeen ontwikkeld dat de natuurlijke bewegingen van de pezen, spieren en ligamenten rond de enkels nabootst. In tegenstelling tot de stugge exoskeletten die doorgaans gebruikt worden, bestaat deze orthese (de benamingen voor een uitwendige prothese) uit zachte kunststof en composiet. Zo kan de enkel 27 graden doorbuigen, wat volstaat voor een normale looptred. Ook zijwaartse bewegingen vormen geen probleem, zoals te zien is in onderstaand demofilmpje.
Om de natuurlijke enkelbewegingen zo accuraat mogelijk te imiteren, is de orthese daarenboven uitgerust met extra sensoren, geavanceerde software en zogeheten PAM’s. PAM staat voor pneumatic artificial muscle, dat zijn kunstspieren die door lucht worden aangedreven. De elastische sensoren die op de orthese zitten, bevatten dunne microkanaaltjes. Als die worden uitgerekt of ingeduwd, stuurt het systeem een elektrisch signaal door naar de PAM’s.
Ook in België
In België werden al eerder experimenten uitgevoerd met ortheses die door kunstspieren worden aangedreven. Zo stelde de Universiteit Gent vorig jaar nog een exoskelet voor dat de afduwbeweging van de voet ondersteunt.
De Vrije Universiteit Brussel voerde drie jaar geleden dan weer tests uit met een pneumatisch knie-exoskelet. ‘Maar wij zijn ondertussen van pneumatische spieren afgestapt’, zegt VUB-ingenieur Bram Vanderborght, ‘want ze zijn zwaar en dus moeilijk te transporteren. Tegenwoordig gebruiken we vooral speciale veren die energie opslaan en terug vrijgeven.’
Patiënten die lijden aan hersenverlamming of MS, of die een beroerte gehad hebben, krijgen vaak te maken met spierstoornissen. Een passieve enkelbrace biedt in zulke gevallen een tijdelijke oplossing, maar op lange termijn zou de nieuwe soepele orthese van pas kunnen komen. De Amerikaanse onderzoekers, die hun resultaten publiceerden in het vakblad Bioinspiration & Biomimetics, claimen dat hun ontwikkeling het beschadigde neuromusculaire systeem kan ‘heropvoeden’. (adw)
