Mit Exoskeletten bekommen Gehbehinderte und Querschnittsgelähmte Patienten die Möglichkeit, wieder selbst zu gehen, zu stehen und Treppen zu steigen. Doch braucht nicht jede Form dieser Gehbehinderungen genau das gleiche Exoskelett. Daher haben Ingenieure am Laboratory of Robotic Systems (LSRO) der EPFL Lausanne einen modularen Gehroboter entwickelt, der sich an die Anforderungen anpassen lässt. Das Schweizer Unternehmen Sonceboz hat sich an der Entwicklung beteiligt und besonders kompakte Aktuatoren zur Verfügung gestellt.
Im Open Innovation Center (OIC) des Sonceboz-Bereiches Robotics entstand in Zusammenarbeit mit der EPFL zunächst die mechatronische Basis für die Prototypen. Der erste große Test für das Konzept war der Cybathlon 2016 in Zürich. Die querschnittgelähmte Athletin Silke Pan nahm dort mit dem Gehroboter-Prototypen Twiice teil. Was sie beim Testen und Trainieren erfuhr, war wertvolles Feedback an die Entwickler.
Auch das Gewicht des Exoskeletts spielte eine große Rolle. Es muss so konzipiert werden, dass sowohl leichte als auch schwere Personen die Orthese selbst an und ausziehen können. Die aktuelle Version von Twiice, die für Silke Pan entwickelt wurde, wiegt etwa 25 kg. Jeder der vier Aktuatoren, die darin verbaut sind, trägt zu diesem Gesamtgewicht 1220 g bei.
Die Aktuatoren enthalten ein System aus Motor, Getriebe und Leistungselektronik. Die darin verwendete bürstenlose Basis-Technologie der Antriebe arbeitet ausfallsicher, bietet bei geringem Gewicht eine hohe Leistung und ist kompakt genug, um einfach integriert zu werden. Auch die Laufruhe war ein wichtiges Argument für den Einsatz im Gehroboter.
Das Forschungsteam von Team LSRO, Sonceboz und einem Startup-Unternehmen arbeitet nun daran, das Exoskelett mit Hilfe der Aktuatoren dynamischer zu machen, um eine möglichst autarke Bewegung der Anwender zu ermöglichen.
Ein denkbares Einsatzgebiet der mechatronischen Technologie sind kollaborierende Roboter, die Menschen in der Produktion unterstützen.
