Een exoskelet is een externe structuur die het lichaam ondersteunt in zijn bewegingen. Er zijn verschillende soorten exoskeletten. Een passief exoskelet bestaat uit een elastisch materiaal dat energie kan opslaan en terug vrijgeven. Een actief exoskelet daarentegen heeft aandrijving, die extra kracht geeft aan het lichaam. Exoskeletten kunnen ook rigid (veersysteem) of soft zijn. Een soft exoskelet is een zacht materiaal dat aansluit op het lichaam. Op de werkvloer wordt vandaag vooral getest met een exoskelet voor de rug en schouder. Daarnaast bestaan er ook nog specifieke varianten voor de benen, nek of pols.
Exoskelet voor de rug
Een passief exoskelet voor de rug heeft een veersysteem dat energie opslaat tijdens het voorover buigen van de rug. Bij het oprichten geeft het exoskelet deze energie terug vrij zodat het rechtkomen ondersteund wordt. Exoskeletten voor de rug zijn effectief bij taken waarbij de rug statisch gebogen wordt. Het harnas draagt dan het gewicht van de romp. Hoe zwaarder de last die men optilt, hoe minder effectief het exoskeleton in de ondersteuning.
Een heupband draagt het gewicht van het exoskelet zoals bij een rugzak. In het begin waren er verschillende praktische ongemakken zoals warmte, belemmering van de bewegingsvrijheid, onaangename druk op de borst, storen bij het wandelen, enz… Nieuwere modellen proberen hier steeds aan tegemoet te komen. Een soft exoskelet heeft het draagcomfort als voordeel omdat het aansluit met het lichaam.
Laevo Flex van Laevo, Paexo Back van Ottobock en Liftsuit van Auxivo.
Exoskelet voor de schouders
Exoskeletten voor de schouders bestaat uit een licht harnas rond de romp met scharnier ter hoogte van de schouders. De ondersteuning begint te werken vanaf de moment dat men de armen heft. De meest uitgesproken positieve resultaten zijn bij taken waarbij men de armen langdurig boven het hoofd houdt. Ook hier ondersteunt het exoskelet vooral het gewicht van de armen. De hoeveelheid steun is regelbaar, maar het is niet bedoeld om zware gewichten boven het hoofd te tillen.
De schouder is een heel beweeglijk gewricht. Dat is ook de uitdaging van exoskeletten van de schouders om in alle richtingen te ondersteunen. Hoe meer de bewegingsas van het exoskeleton gelijk loopt met de gewrichtsas van de schouder, hoe meer natuurlijk de ondersteuning aanvoelt. De beperking van de bewegingsvrijheid van de armen bepaalt de aanvaarding van het exoskelet door de medewerkers. De exoskeletten voor de schouders doen het goed in onderzoek en de praktijk.
Ottobock Shoulder van Ottobock, Skelex 360 van Skelex, Airframe van Levitate en EksoVest van EksoBionics
Actief exsokelet
Actieve exoskeletten hebben een motor die extra kracht levert. De aandrijving wordt meestal als een rugzak gedragen. Een actief exoskelet genereert een kracht vanuit het heupgewricht en geeft dit door aan de schouders. Deze exoskeletten zijn nog in ontwikkeling.
De grote uitdaging bij een actief exoskelet is het ondersteunen van het lichaam op de juiste moment van de beweging. Daarvoor moet de exoskeletten de beweging van de gebruiker herkennen en kunnen voorspelen. Dat kan op basis van de bewegingssnelheid, spierkracht of het herkennen van het bewegingspatroon door AI. Het actieve exoskeleton herkent dan wanneer de medewerker de romp opricht en gaat op die moment kracht leveren. Dit moet juist en snel kunnen gebeuren om een natuurlijke en effectieve ondersteuning te geven. De ondersteuning is 15kg.
CrayX van German Bionics en SafeLift van Verve Motion
Speciale exoskeletten
Onder de exoskeletten voor de benen wordt de “chairless chair” gerekend. Men draagt een externe structuur aan de benen. Wanneer men gaat zitten, blokkeert het exoskelet in een vooraf ingestelde stand. Zo kan men zittend en staand werken snel en makkelijk met elkaar afwisselen.
Een andere vorm van passieve ondersteuning, is een exoskeleton voor de nek. Dit is eigenlijk een steun die het achterover buigen van het hoofd opvangt en ondersteunt. Het lijkt meer op een brace, zoals ook voor de pols of duim.
Voor de hand bestaat ook een actief exoskelet dat extra kracht genereert naarmate men harder knijpt. Sensoren in de vingertoppen detecteren de grijp- of knijpbeweging dat activeert het exoskelet. Lost men de grip, dan stopt ook de kracht. De timing is hier nog de uitdaging, vandaag is de extra kracht vooral reactief.
* Exoskeletten:
exoskelet – exoskelet industrie – exoskeletten in praktijk – FAQ exoskeleton – passieve exoskeletten