Robot-exoskelet kan forhindre dig i at falde
En robot om hoften kan hjælpe til, når man er ved at miste balancen. Forskerne håber, at teknologien kan nedbringe antallet af fald for ældre og handicappede.
Exoskelet om hoften

I forsøgsopstillingen blev forsøgspersonerne udstyret med et stativ, der sad på hoften uden at genere. (Foto: H. Sanctuary/EPFL)

Det kan ske for enhver. Man mister balancen og falder, lige så lang man er. Men måske kan robotteknologi forhindre en del af faldene i fremtiden.

Historien kort
  • En robot om hoften registrerer, hvis brugeren er ved at falde og hjælper med at genoprette balancen.
  • Det motoriserede exoskelet kan forhåbentlig forhindre en del af de fald, som især ældre mennesker er ude for.
  • Forskerne arbejder videre på teknologien og vil afprøve den på mange flere end de 10, der hidtil har været forsøgspersoner.

I hvert fald har forskere fra Italien, Schweiz og USA udviklet et let robot-exoskelet, som spændes om hoften og lårene, og som registrerer og hjælper med at rette op på ubalancer. Teknologien beskrives i en artikel i det videnskabelige online-tidsskrift Scientific Reports.

»Det er lovende resultater, men endnu er det kun et 'proof of concept',« siger Erika G. Spaich, der er lektor på Institut for Medicin og Sundhedsteknologi på Aalborg Universitet, til det nye resultat. Hun arbejder selv med anvendelsen af robotter og andre teknologier i forbindelse med rehabilitering af tilskadekomne.

Mange ulykker skyldes fald

Når man mister balancen og er ved at falde, sørger exoskelettets motorer for at rette op på uhensigsmæssige bevægelser i hoften. Så genoprettes balancen, og faldet kan måske undgås.

Unge, raske og rørige falder sjældent, for kroppen når typisk at stabilisere sig, før det går helt galt. Værre er det med ældre mennesker, hvor dårligt syn, svækkede ben og ringere balanceevne fører til flere fald, og hvor faldene ofte har alvorlige konsekvenser.

Ifølge Sundhedsstyrelsen falder en tredjedel af de ældre over 65 år mindst en gang om året, og cirka halvdelen af faldene fører til skader. Det bliver blandt andet til omkring 7.500 hoftebrud om året, og det ville jo ikke være dårligt, hvis antallet af ulykker kunne nedbringes ved hjælp af ny teknologi.

Folk med benproteser kan også have noget sværere ved at holde balancen, så exoskelettet blev afprøvet på ti ældre mænd, hvoraf to havde fået amputeret et ben over knæet.

Gåbåndet bød på overraskelser

Forsøgspersonerne afprøvede systemet på et særlig gåbånd, hvor de blev sat til at gå i deres sædvanlige tempo. Det elektromekaniske gåbånd havde den ekstra funktionalitet, at den ene side af det pludselig lavede en uventet bevægelse, så forsøgspersonerne kom ud af balance.

Her fortæller nogle af forskerne og en forsøgsperson om exoskelettet. (Video: EPFL)

Spørgsmålet var så, om exoskelettet hurtigt – på en tredjedel sekund – kunne registrere ubalancen og foretage de nødvendige korrektioner, så forsøgspersonernes balance blev genoprettet. Det lod til at være tilfældet – det var lettere at genvinde balancen, når exoskelettet hjalp til.

»Vores forsøg viser, at en bærbar robotplatform effektivt kan vekselvirke med mennesker ved motoriske reaktioner, som når man er uheldig og glider,« som Vito Monaco, der er ekspert i biomekanik ved Scuola Superiore Sant'Anna i Italien, siger det i en pressemeddelelse.

Erika Spaich ville dog gerne se, hvordan exoskelettet klarede sig i et mere naturligt miljø:

»Det er markant anderledes at gå på et ujævnt terræn uden sele og så miste balancen, end det er at gå på et gangbånd, hvor båndende bevæger sig kontinuerligt, og hvor man har sele på.«

Nemt at tilpasse

Når gåbåndet pludselig ændrer retning, kan exoskelettet hjælpe med balancen. Det er slået fra til venstre og aktiveret til højre. (Video: Monaco et al; Scientific Reports)

Exoskelettet kan nemt og hurtigt tilpasses forskellige personer, og det skal jo også helst være så diskret som muligt, så man slet ikke mærker, at man har det på, før man har brug for det.

I forsøget kunne forskerne ikke måle forskel på den normale gang med og uden udstyret påspændt, så missionen er i hvert fald lykkedes et stykke af vejen.

Forskerne har da også forsøgt at gøre udstyret så let som muligt, blandt andet ved at konstruere mange af delene af kulfiber.

Vægten er dog stadig oppe på 4,2 kg, hvilket måske nok er i overkanten for et praktisk anvendeligt hjælpemiddel til ældre, skrøbelige medborgere med stor faldrisiko.

Flere forsøgspersoner skal til

Desuden nævner den videnskabelige artikel ikke noget om de nødvendige batterier, som ifølge Erika Spaich ofte er en begrænsende faktor for disse teknologier. Men endnu er forskningen på området også kun lige startet: 

»Forskning om exoskelet-teknologier og deres anvendelser til at støtte og genoptræne mennesker er kun i sin begyndelse. Udvikling af materialer, sensorer og databehandlingsteknologier og en dyb forståelse af blandt andet kinematikken og kinetikken giver enestående muligheder for at udvikle robotteknologier der kan virkeligt gør en forskel for svage eller skadede mennesker.«

Nu arbejdes der videre med konceptet, og der er planer om at inddrage flere forsøgspersoner. Så vil det vise sig, om sådan et hjælpe-exoskelet er vejen frem, når det gælder om at nedbringe antallet af faldskader hos ældre og benamputerede.

Lyt på Videnskab.dk!

Hver uge laver vi digital radio, der udkommer i form af en podcast, hvor vi går i dybden med aktuelle emner fra forskningens verden. Du kan lytte til den nyeste podcast i afspilleren herunder eller via en podcast-app på din smartphone.

Har du en iPhone eller iPad, kan du finde vores podcasts i iTunes og afspille dem i Apples podcast app. Bruger du Android, kan du med fordel bruge SoundClouds app.
Du kan se alle vores podcast-artikler her eller se hele playlisten på SoundCloud