Therapierevolutie door trainingsrobot

Toen twee Zwitserse roboticaspecialisten een nieuw computergestuurd leg-press-toestel ontwikkelden, richtten zij zich daarmee in eerste instantie op atleten. Totdat bleek dat hun soft-robotic-training ongekende therapiesuccessen mogelijk maakte bij blessures en aandoeningen.

Met de leg-press in de sportschool heeft dit apparaat weinig gemeen. Natuurlijk beschikt het over een zitje en twee pedalen, maar meer overeenkomsten zijn er niet. Wie op de Allegro (Adaptive Leg Robot) gaat zitten, krijgt ondersteuning van een wereldwijd unieke soft-robotic trainingspartner. Deze is uitgerust met moderne aandrijf- en veiligheidscomponenten uit de industrie en beschikt over een computersysteem met leervermogen. Mens en machine werken nauw samen – met verbazingwekkende resultaten.

De kern is een pneumatische spier
Achter Allegro staan twee rasechte robotica-specialisten, Max Lungarella en Raja Dravid, die het bedrijf Dynamic Devices AG hebben opgericht. In het Artificial Intelligence Laboratory van de Universiteit Zürich, waar beiden zich wetenschappelijk met robotsystemen hebben beziggehouden, ontwikkelden ze in 2007 het eerste prototype van de Allegro.

Ze hadden een hightech-apparaat voor atleten voor ogen, een uiterst dynamische machine die alle trainingen monitort, analyseert en op basis daarvan de volgende oefeningen voorstelt. De kern van het apparaat is een pneumatische spier, die zeer snel grote krachten overbrengt op de pedalen. Zo kunnen verschillende uitdagende oefeningen worden samengesteld.

Een voorbeeld: de proefpersoon moet zo dicht mogelijk bij een lijn blijven die op het beeldscherm wordt weergegeven – door te duwen of de benen in te trekken. Tegelijkertijd reduceert of verhoogt de computer de werkzame krachten, geleidelijk of merkbaar als schokken/slagen. Deze krachten moet de atleet voortdurend compenseren: dat is zwaar, maar uiterst effectief. Hierbij wordt niet alleen het lichaam getraind, maar ook de hersenen. “Ons systeem ondersteunt dit dynamische samenspel,” legt Max Lungarella uit. En dat werkt zelfs nog beter dan de twee ontwikkelaars aanvankelijk hadden gedacht.

“Ons systeem ondersteunt het dynamische samenspel van lichaam en geest.” ax Lungarella, Dynamic Devices


Het positieve effect van het trainingssysteem op patiënten met neuromusculaire aandoeningen of orthopedische klachten ontdekten ze bij toeval. Sommige mensen konden hun benen op de Allegro plotseling weer bewegen, wat eerder niet mogelijk was. En patiënten die een beroerte hadden gehad, gingen met sprongen vooruit bij het trainen van standaardbewegingen. Inmiddels zijn deze effecten ook door onderzoek aangetoond. Dit was voor de ontwikkelaars van het soft-robotic trainingsapparaat de aanleiding om zich voornamelijk in revalidatie te specialiseren. En hierbij spelen de motoren van maxon een rol.

Om de Allegro als medisch apparaat te certificeren, heeft deze een centraal veiligheidscomponent nodig: een verstelbare begrenzing, die voorkomt dat de press een bepaalde hoek overschrijdt. Vooral bij patiënten die hun knieën niet meer helemaal kunnen buigen, is dit een belangrijke veiligheidsvoorziening. Een borstelloze DC-motor EC 45 zorgt hierbij voor de individuele positie van de veiligheidsbegrenzing. Absolute betrouwbaarheid is een belangrijk criterium voor de aandrijving, misschien wel het belangrijkste. “Bij een maxon motor kunnen we er zeker van zijn dat aan deze eis wordt voldaan,” aldus Lungarella. Bovendien zijn de compacte constructie en de geïntegreerde elektronica van de platte motor ook belangrijke criteria.

Succesvolle combinatie van aandrijving en besturing
Een andere platte maxon motor, een EC 90, is verantwoordelijk voor de automatische aanpassing van het zitje. Dynamic Devices heeft de borstelloze motor gecombineerd met een planetaire overbrenging en de positioneerbesturing ESCON 50/5. De maxon aandrijvingen vormen zo een belangrijk onderdeel van het trainingsapparaat en zorgen voor comfort en veiligheid van de patiënten.

Spelenderwijs succesvol
Dynamic Devices is weliswaar nog een jong bedrijf, maar het heeft al aanzienlijke successen behaald. Dankzij de samenwerking tussen ingenieurs, wetenschappers, artsen en therapeuten is met de Allegro een trainingsapparaat ontstaan, dat veel patiënten hoop geeft op een verbeterde beweging. Van doorslaggevende betekenis is hierbij een trainingsfactor die tot dusver vaak werd verwaarloosd bij de revalidatie. Wie op de Allegro zit, moet uitgedaagd worden. Want wie zélf steeds beter wil worden en hogere waarden wil bereiken, boekt sneller successen. De juiste motivatie is van belang. Daarom hecht Dynamic Devices veel waarde aan het spelcomponent. Als patiënten met de pedalen een pinguïn besturen die op zijn buik van een berg glijdt, en daarbij zoveel mogelijk punten moeten verzamelen, raakt de inspanning op de achtergrond en de training gaat bijna vanzelf.

De eerste ziekenhuizen en revalidatiecentra passen de nieuwe robottraining al toe. Meer instellingen zullen volgen. Uitbreiding naar heel Europa is de volgende stap. Bovendien houden Max Lungarella en Raja Dravid zich bezig met de vraag hoe ze hun soft-robotic trainingsapparaat nog intelligenter kunnen maken. Want: achteroverleunen is voor de twee eigenaars uitgesloten.

 © maxon motor ag

Productnavigator

Contact

maxon motor benelux bv

Josink Kolkweg 387545 PR EnschedeNederland
+31 53 744 0 744
Contact