Exoskelet leert je weer wandelen
Een Amerikaans bedrijf wil binnenkort een zogenaamd exoskelet op de markt brengen. Mensen die aan een rolstoel gekluisterd zijn kunnen daarmee toch lopen.
In een pakhuis dat een kruising lijkt tussen de garage van een gekke wetenschapper en een klimzaal hangen mechanische benen met touwen aan het plafond. Terwijl de motoren in elke knie en heup zachtjes gonzen, stappen de benen door de lucht.
Het is een exoskelet, en het neemt enkele van de honderdduizenden stappen die toezichthouders eisen om aan te tonen dat dit geen speelgoed is, maar een betrouwbaar medisch hulpmiddel. Een hulpmiddel dat levens kan veranderen van mensen die nooit nog dachten te lopen.
Ekso-pak voor thuisgebruik
Het pakhuis in Berkeley, Californië is de thuisbasis van Ekso Bionics (dat vroeger bekendstond als Berkeley Bionics): een jong bedrijf dat zich binnenkort op de wereldmarkt begeeft. Begin dit jaar start het bedrijf met het verkopen van zijn Ekso-pak aan rehabilitatieklinieken in de VS en Europa, zodat patiënten met een rugletsel onder dokterstoezicht kunnen trainen. Medio 2012 wil het bedrijf een model voor thuisgebruik uitbrengen.
Wanneer je de Ekso draagt, snoer je jezelf vast in een gesofisticeerde robot. Hij draagt zijn eigen gewicht van twintig kilogram via de benen en voetsteunen, en verzorgt de wiskundige berekeningen die nodig zijn bij iedere stap.
Het is je taak als patiënt om je bovenlichaam te balanceren en je gewicht te verplaatsen terwijl je een wandelkruk rechts van je neerzet. Je therapeut gebruikt dan een afstandsbediening om het linkerbeen naar voren te laten stappen. “We namen het idee van een exoskelet en voegden zenuwen en spieren toe in de vorm van sensoren en motoren”, zegt Eythor Bender, topman van Ekso Bionics. “Een computer stelt je hersenen voor.”
Evolutie
Het bedrijf begon zijn evolutie in 2005 met de ExoHiker, een exoskelet waarmee de drager zonder moeite 90 kilogram kan dragen. De ingenieurs dachten in het begin dat het pak zo’n 5 kilowatt nodig zou hebben om het aan te drijven, wat monsterbatterijen en -motoren zou betekenen. Gelukkig zorgden ze voor een doorbraak door het gewicht te herverdelen, waardoor de aandrijvingsvereisten sterk verlaagd werden.
Voor een later systeem, de ladingdragende HULC (Human Universal Load Carrier), werd in 2009 een vergunning geleverd aan Lockheed Martin voor militaire ontwikkeling, en ingenieurs van Ekso Bionics zochten een nieuwe uitdaging. Ze beseften dat ze dankzij hun energie-efficiënte toestellen een ‘aandrijvingsbudget’ hadden dat gebruikt kon worden om de benen van een gebruiker aan te drijven. Dwarslaesiepatiënten werden het nieuwe doel van het bedrijf.
Andere bedrijven elders in de wereld brengen ook al exoskeletten uit voor mindervaliden, maar Ekso Bionics’ poging dit jaar zou het een marktvoordeel kunnen geven. Tien van de beste rehabilitatieklinieken in de VS hebben zich al ingeschreven om de eerste productie-eenheden te mogen ontvangen.
Een van de eerste skeletten gaat naar het Mount Sinai-ziekenhuis in New York, waar Kristjan T. Ragnarsson, voorzitter van het rehabilitatiedepartement, al veertig jaar patiënten met rugproblemen verzorgt. De prioriteiten van zijn patiënten zijn volgens hem nooit veranderd. “Het eerste wat ze willen weten is of ze ooit nog zullen wandelen”, zegt Ragnarsson. “Als hun arts moet ik hen daarbij kunnen helpen.”
Hij heeft zijn patiënten altijd verteld over de nieuwste uitvindingen, van stijve, met lucht gevulde kleren tot toestellen die de spieren elektronisch stimuleren, maar al deze uitvindingen bleken te moeilijk te bedienen voor de patiënten. “Ze waren compleet uitgeput na amper een paar stappen”, verklaart hij.
Ragnarsson gelooft dat de Ekso kan slagen waar anderen zo vaak hebben gefaald, omdat het aangedreven skelet het meeste werk doet voor de patiënt. “Ik ben optimistisch dat het zal lukken”, besluit hij. “Ik denk dat mijn patiënten zullen kunnen opstaan en dat ze een paar stappen kunnen nemen om andere personen te begroeten.”
