Studerende imponerer med et muskelstyret robotskelet
En gruppe ingeniørstuderende har designet en ny type exoskelet, der kan hjælpe mennesker med lammelser eller funktionsnedsættelser.
Det ligner fem fingerringe og et armbånd printet i 3D forbundet med tynde tråde. Der er trukket tynde kabler langs armen op til elektroderne på skulderen. Herfra sender de signaler til en computer miniatureformat, og nu bevæger hele systemet sig.
Den slappe hånd forvandles og samler en nøgle op, griber om en flaske med vand og giver hånd.
Vi er i ORBIT på Institut for Elektro- og Computerteknologi, Aarhus Universitet. Tre ingeniørstuderende er i gang en serie af brugertests. De har inviteret forsøgsdeltagere med forskellige former for muskulære funktionsnedsætteler ind i deres laboratorium.
En ung mand er paralyseret fra halsen og ned efter en skiulykke. Hans reaktioner er ikke til at tage fejl af, da han første gang iført exoskelettet bevæger fingrene.
”Det er vildt rørende, og det føles bare mega stort, at vi har lavet noget, der virker og kan hjælpe andre mennesker. Vores brugertests er gået vildt godt, og vi har fået en masse input til forbedringer,” siger Rikke Laugesen, som er nyudannet ingeniør fra diplomingeniøruddannelsen i Sundhedsteknologi.
Inspireret af kroppens anatomi
Tanken med exoskelettet er, at brugerne skal kunne tage det på om morgenen og af om aftenen sammen med tøjet. Det kan tilpasses, så det passer til den enkeltes specifikke funktionsnedsættelse og motoriske udfordringer, men det biomekaniske system er det samme og kan i princippet styres af en hvilken som helst velfungerende muskel.
”Vi har udviklet det med inspiration i den menneskelige anatomi og forsøgt at efterligne, hvordan senerne hæfter til knogler og muskler, og hvordan bevægelser dirigeres via nerveforbindelser fra hjernen og ud i kroppen,” siger Henriette Aamand Holm.
Den nuværende prototype fungerer til arm og hånd og kan udføre simple greb ved hjælp af signaler fra en rask muskel, en lille computer og fire små motorer.
Raske muskler i kroppen dirigerer hånden
Når man har lammelse i hænderne er muskelfunktionen ente helt eller delvist ophævet på grund af sygdom eller skader musklerne, nerverne eller centralnervesystemet.
Exoskelettet virker ved, at det opfanger såkaldte elektromyografiske signaler (EMG) fra en vilkårlig rask muskel og omsætter disse til en aktivering af fingre og greb.
”Det kræver selvfølgelig en del tilvænning og træning at bruge muskelsignaler til at styre exoskelettets specifikke bevægelser. Men hjernen har en fantastisk evne til at tilpasse sig, og med tiden kan det komme til at fungere helt naturligt og intuitivt at bruge sine fingre ved at spænde i for eksemepl skulderen, ballen, eller maven,” siger Sabrina Mittag Nielsen.
De tre studerende har arbejdet på exoskelettet siden sommerferien, og de er selv overraskede over, hvor godt det fungerer.
”Vi har arbejdet med et meget simpelt princip og en teknologi, der er så smart, at man kan tilpasse den til brugernes unikke behov. Vores håb er, at vi kan give mennesker med lammelser mulighed for at udføre forskellige greb og dermed basale dagligdagsopgaver som at spise, drikke, tage telefonen og dermed øge deres selvstændighed og forbedre deres livskvalitet,” siger Henriette Aamand Holm.
Gruppen overvejer nu, om de skal stifte virksomhed og arbejde videre med exoskelet. De vil gerne tilføje flere elektroder, der gør det muligt at designe nye greb, og de kigger også på andre typer af sensorer, der kan forbedre deres signalbehandling. På sigt vil de gerne integrere elektroderne i tøj for at øge komforten for brugerne.