Een allereerste prototype van de orthese, Cloudwalker gedoopt, wordt op dit moment getest door -gezonde- collega’s en medestudenten van de ontwerpers. Die ontwerpers zijn Gerwin Smit, assistent professor Biomechanical Engineering van de TU Delft, Rutger Osterthun, revalidatiearts in Rijndam en onderzoeker in het Erasmus MC, en TU-masterstudent Thomas van Hengel.
Creativiteit
In het robotics laboratorium, gevestigd in de kelder van de faculteit Mechanical, Maritime and Materials Engineering van de TU Delft, gonst een inspirerend elan van creativiteit en innovatie. Als de fotograaf de drie mannen en de Cloudwalker wil gaan fotograferen, veert een jonge onderzoeker op achter zijn werkbank.
Hij tilt in allerijl een ingenieus ogende constructie van metalen buizen en gekleurde draden uit beeld. Dit ontwerp moet nog strikt geheim blijven. We beseffen: wij krijgen een exclusief kijkje in de keuken van vernuftige technici die in alle vrijheid moeten kunnen experimenteren met innovatieve ideeën en concepten.
Orthese
De Cloudwalker is een orthese, ook wel exoskelet genoemd. ‘Een prothese vervangt een lichaamsdeel dat er niet meer is, een orthese ondersteunt iets dat er nog wel is, maar niet meer functioneert zoals dat moet’, verklaart Gerwin Smit het verschil tussen beide medische hulpmiddelen. ‘Een brace is een voorbeeld van zo’n orthese.’
Het ultieme doel van Osterthun en Smit is om een exoskelet te ontwikkelen waarin mensen met een dwarslaesie kunnen lopen. Een exoskelet dat licht is in gewicht, gebruiksvriendelijk, én betaalbaar. De huidige exoskeletten voor mensen met een verlamming zijn gemotoriseerd en derhalve voorzien van accu’s. ‘Daar word je als het ware in voortbewogen’, zegt Osterthun.
Star
Smit: ‘De batterijen en motoren maken de huidige exoskeletten tot zware apparaten waar mensen met een verlamming in getild moeten worden. Ze wegen vaak wel 25 kilo. Ze zijn bovendien enorm kostbaar. Wij dachten: dat moet anders kunnen.’
Het eerste ontwerp van de Cloudwalker wordt nu uitgeprobeerd door jonge studenten die kunnen lopen.
Thomas van Hengel is, onder begeleiding van het tweetal, aan de slag gegaan met het ontwerp van een allereerste prototype. ‘Verschil met de bestaande exoskeletten is dat de Cloudwalker gebruik maakt van trekveren. De energie die door de trekveren wordt opgeslagen en teruggeleverd, werkt als een omgekeerde pendule’, doceert hij. ‘De gebruiker brengt de veren en daarmee de benen op eigen kracht in beweging door met de romp naar achteren te bewegen. Hij weegt relatief weinig: 6 à 7 kilo.’
Steltlopen
Het eerste ontwerp van de Cloudwalker wordt nu uitgeprobeerd door jonge studenten die kunnen lopen. Job Sesink, die de Cloudwalker even later zal demonstreren aan de fotograaf, heeft de slag al na een paar minuten te pakken. ‘Het voelt onnatuurlijk omdat je vast zit en je benen niet kunt buigen. Maar als je eenmaal de slag te pakken hebt, beweeg je je gemakkelijk voort. Het is een beetje te vergelijken met steltlopen’, vertelt Smit.
‘In deze samenwerking is 1 + 1 gewoon 3. Hij brengt de technische kennis in, ik de medische’
Over 1 à 2 jaar moet de Cloudwalker zijn doorontwikkeld tot een trainingsinstrument voor de revalidatiegeneeskunde. In een later stadium moet hij op de markt komen voor gebruik thuis door individuele dwarslaesiepatiënten. Smit en Osterthun: ‘Daarvoor moeten we de komende jaren wél nog heel veel verbeteringen aanbrengen in het ontwerp. Je wilt met een orthese ook kunnen zitten en opstaan. En als je ten val komt, moet je kunnen opkrabbelen. Dat is nu nog niet mogelijk.’
Doorbloeding
Maar ook als trainingsdevice is de Cloudwalker heel waardevol, weet Osterthun als revalidatiearts. ‘Voor mensen met een dwarslaesie is het belangrijk dat ze trainen in staande positie. Dat is goed voor de botdichtheid, de doorbloeding van hun benen en hun hart- longfunctie.’
Check hieronder het filmpje over de Cloudwalker.
Convergence
De Cloudwalker is een mooi voorbeeld van hoe de Convergence medische en technische experts bij elkaar brengt. Smits kennis van de werktuigkundige principes van kracht en energie, en Osterthuns kennis van het menselijk functioneren komen hier samen.
Osterthun: ‘In deze samenwerking is 1 + 1 gewoon 3. Gerwin brengt de technische kennis in, ik de medische. Mensen met verlamming hebben geen gevoel in hun benen, dus een orthese brengt risico’s met zich mee. Ik kan bijvoorbeeld meedenken over de materialen: hoe houden die zich op de huid? Kunnen de botten de krachten van zo’n orthese aan? We kennen voorbeelden van orthesen die botbreuken hebben veroorzaakt.’
