science >> Wetenschap >  >> Elektronica

Draagbare robot WalkON Suit op weg naar Cybathlon 2020

Kim, een triplegic voor 22 jaar demonstreert lopen en traplopen met het WalkOn Suit tijdens de mediadag voor de Cybathlon 2020-aftrapceremonie op 21 juni in KAIST. Krediet:KAIST

Rechtop staan ​​en alleen lopen zijn heel eenvoudige maar nobele bewegingen die mensen scheiden van vele andere wezens. Er zijn draagbare en prothetische technologieën ontstaan ​​om de menselijke functie bij voortbeweging en manipulatie te vergroten. Echter, de vooruitgang in draagbare robottechnologie is bijzonder belangrijk geweest voor Byoung-Wook Kim, een triplegic voor 22 jaar na een verwoestend auto-ongeluk.

Kim verheugde zich nadat ze rechtop stond en weer liep door het 'WalkON Suit' aan te trekken, ' de draagbare robot ontwikkeld door het team van professor Kyoungchul Kong. Nog meer, Kim won de derde prijs in de powered exoskeleton race op Cybathlon 2016, een internationale cyborg Olympische Spelen georganiseerd door ETH Zürich.

Nu is het team van Kim en Professor Kong helemaal klaar voor het Cybathlon Championship 2020. Professor Kong en zijn startup, Engel Robotica, hield op 24 juni een aftrapceremonie voor Cybathlon 2020 in KAIST. Het kampioenschap van 2020 vindt plaats in Zwitserland.

Alleen personen met volledige verlamming van de benen als gevolg van dwarslaesie komen in aanmerking voor deelname aan de Cybathlon, die elke vier jaar plaatsvindt. Piloten strijden tegen elkaar terwijl ze alledaagse taken uitvoeren met behulp van technische assistentiesystemen in zes verschillende disciplines:een hersen-computerinterfacerace, een functionele fietsrace met elektrische stimulatie, een aangedreven armprotheserace, een aangedreven beenprotheserace, een aangedreven exoskelet race, en een elektrische rolstoelrace. Het kampioenschap van 2016 trok 66 deelnemers van 56 teams uit 25 landen.

In de aangedreven exoskeletonrace, piloten voeren dagelijkse activiteiten uit zoals opstaan ​​van een bank en het overwinnen van obstakels zoals trappen, hellingen, of hellingen en maximaal vier piloten strijden tegelijkertijd op tracks om zes taken op te lossen; en de piloot die de meeste taken in de minste tijd oplost, wint de race.

Kim, die demonstreerde lopen en traplopen in het WalkON-pak tijdens de mediadag voor de Cybathlon 2020-aftrapceremonie op 21 juni in KAIST, zei, "Ik zit al meer dan 20 jaar in een rolstoel. Ik ben eraan gewend, dus ik heb het gevoel dat de rolstoel een van mijn lichaamsdelen is. Eigenlijk, Ik ervaar geen grote problemen bij het uitvoeren van dagelijkse taken in een rolstoel. Maar telkens als ik geconfronteerd wordt met het feit dat ik nooit meer met mijn eigen benen zal kunnen staan, Ik ben zo kapot."

Vooruitgang in draagbare robottechnologie was bijzonder belangrijk voor Byoung-Wook Kim, een triplegic voor 22 jaar na een verwoestend auto-ongeluk. Kim verheugde zich nadat ze rechtop stond en weer liep door het 'WalkON Suit' aan te trekken, ' de draagbare robot ontwikkeld door het team van professor Kyoungchul Kong. Krediet:KAIST

Hij ging verder, "Ik herinner me nog de dag dat ik na 22 jaar met mijn eigen twee benen alleen opstond door deze robot te dragen. Het was niet te beschrijven."

De markt voor draagbare robots, speciaal voor exoskelet-robots, blijft groeien, aangezien de vergrijzing van de bevolking een grote uitdaging is geweest in bijna elk ontwikkeld land. De wereldwijde markt voor deze robots verwacht tegen 2025 een jaarlijkse groei van 41,2% tot 8,3 miljard US dollar. Draagbare robots voor de gezondheidszorg voor ouderen en revalidatie vormen de helft van het marktaandeel, gevolgd door draagbare robots voor industriële en defensiedoeleinden.

Professor Kong van de faculteit Werktuigbouwkunde en zijn collega's ontwikkelden in 2014 twee draagbare robotsystemen:het WalkON Suit voor complete dwarslaesie en "Angel Suit" voor mensen met een gedeeltelijke beperking in loopvermogen, zoals ouderen en revalidatiepatiënten.

Professor Kong zei na 15 jaar fundamenteel onderzoek, het team is nu in staat om zijn eigen onderscheidende technologieën te ontwikkelen. Hij zei dat hun robots worden aangedreven door niet-resistente precisieaandrijvingen met algoritmen die de bewegingsintentie van de gebruiker herkennen. Geïntegreerd met technologie voor prothetische apparaten van het Severance Rehabilitation Hospital, hun besturingstechnologie heeft geleid tot de productie van een aanpasbaar robotpak dat is geoptimaliseerd voor de fysieke conditie van elke gebruiker.

Het WalkON-pak, met een maximale kracht van 250 Nm en een maximale rotatiesnelheid van 45 RPM, geeft de gebruiker een hoge energie-efficiëntie, gemodelleerd naar de fysiologie van het menselijk been. Het stelt gebruikers in staat om op vlakke grond en trappen af ​​te lopen, hellingen op en af ​​klimmen, en zitten en liggen. Momenteel gaat de batterij vijf tot zes uur mee voor voortbeweging en het ongeveer 25 kg robotgewicht blijft nog steeds een technische uitdaging om te upgraden.

Het team van professor Kong heeft AR-glastechnologie geënt in het WalkOn Suit dat een van zijn piloten aantrok voor de fakkeltocht van de PyongChang Paralympics in 2018. Zijn team is nu bezig met het upgraden van het WalkON Suit 4.0 voor de competitie van volgend jaar. Het Severance Rehabilitation Hospital gaat de zeven piloten helpen met hun opleiding.

Professor Kong zei dat het zijn doel is om robots te maken die mensen met een handicap veel onafhankelijker kunnen maken. Hij benadrukte, "Draagbare robots moeten voor elke gebruiker worden ontworpen. We bieden een zeer goede grafische gebruikersinterface zodat we kunnen ontwerpen, rekening, en verifieer ook ons ​​geoptimaliseerde ontwerp voor de beste prestaties van klanten."