HFNL Themabijeenkomst Exoskeletten op de werkvloer

Dinsdagmiddag 18 juni vond in Delft de tweede HFNL Themabijeenkomst van dit jaar plaats, deze keer over exoskeletten en de ergonomische drijfveren en implicaties van het gebruik van exoskeletten op de werkvloer. De bijeenkomst was gekoppeld aan het april 2019 dossier van het Tijdschrift voor Human Factors 'Exoskeletten op de werkvloer', waaraan de sprekers Saskia Baltrusch en Stefano Toxiri als auteur hebben bijgedragen. Daarnaast waren er presentaties en demonstraties van SkelEx, Laevo en Project March. Slides van de diverse presentaties staan onder aan deze pagina.

De middag startte met een bezoek aan de D:DREAM hall van de TU Delft. Hier werken studenten aan zonnewagens, actieve exoskeletten, raketten en zonneboten waarmee deel wordt genomen aan internationale competities. Project MARCH ontwikkelt een exoskelet voor een volledig verlamde proefpersoon. Op de Cybathlon westrijd dient deze zo snel mogelijk een hindernissenparcours af te leggen in het pak. De knappe uiteenzetting en rondleiding van de studenten ademde passie en innovatie uit.

Tijdens de lezingen presenteerde Saskia Baltrusch (Heliomare en VU Amsterdam) haar recente onderzoek met het Spexor exoskelet voor de rug (ontwikkeld binnen het SPEXOR EU-project). Uitgangspunt is dat preventie door het verminderen van biomechanische factoren niet altijd realistisch, doeltreffend of efficiënt is. Een exoskelet kan daar mogelijk een antwoord op bieden. Bij bagageafhandeling bijvoorbeeld wordt een tilhulp niet altijd graag gebruikt omdat het trager is. Mogelijks kan het Spexor exoskelet helpen.

De resultaten van het lab-onderzoek zijn alvast belovend: de rugspieren moeten minder hard werken, de drukkrachten op de tussenwervelschijven zijn lager en de metabole kost tijdens repetitief tillen is duidelijk minder. Tijdens het uitvoeren van 12 functionele taken gaf 42% van de proefpersonen aan dit exoskelet dagelijks te willen gebruiken. Bij dynamische taken was het effect van het exoskelet wel minder dan bij statische taken, terwijl dan juist de grootste krachten overwonnen dienen te worden. Verdere verbeteringen en ondersteuning vormen de uitdaging.

Stefano Toxiri (department of Advanced Robotics, Instituto Italiano di Technologia) stelde een actief exoskeleton voor de lage rug van Robomate voor. Hierbij zijn er actuatoren die extra kracht genereren. Uitdaging daarbij is dat goed te laten afstemmen op de menselijke beweging zodat men op het juiste moment met de juiste kracht ondersteund wordt. Het onderzoeksteam vergeleek drie manieren om het exoskelet te activeren: op basis van rompbuiging, op basis van spierkracht in de pols en een hybride vorm. Bij grote en variabele gewichten biedt een activatie op basis van de voorarmspieractiviteit de meeste mogelijkheden. Bij statische houdingen en gekende gewichten, zou activatie op basis van de romphoek kunnen, maar dit heeft minder potentieel.

Daarna presenteerden Laevo en SkelEx de evolutie van hun exoskeletten voor respectievelijk de rug en schouders voorstellen. Achteraf was er nog de gelegenheid om deze uit te testen. Laevo 2.5 heeft een aantal ongemakken van zijn voorganger weggewerkt: vorm borststeun is meer anatomisch, de steun kan afgezet worden, betere aanpasbaarheid. De nieuwste van Skelex is nog lichter geworden met een duidelijke begeleiding om in te stellen. Grootste pluspunt is dat de armen ook reeds onder schouderhoogte steun ondervinden en zijwaarts buiten het lichaam bewegen niet meer gehinderd wordt.

Slides:

Project March. Exoskelet voor dwarslaesiepatiënten - D:DREAM team Project MARCH & rondleiding door de D:DREAM hall

From adapting working environments towards wearing a passive trunk exoskeleton. A change of perspective - Saskia Baltrusch MSc, PhD student Heliomare / Faculty of Behavioural and Movement Sciences, Vrije Universiteit Amsterdam.

Active back-support exoskeletons: how assistive strategies determine effectiveness - Dr. Stefano Toxiri, postdoctoral researcher, department of Advanced Robotics, Instituto Italiano di Technologia, Genoa.

(Tekst met dank aan Roeland Motmans, Vlaamse ergonomie Vereniging)