Bærbar robot WalkON Suit off til Cybathlon 2020

At stå oprejst og gå alene er meget enkle, men ædle bevægelser, der adskiller mennesker fra mange andre skabninger. Bærbare og protetiske teknologier er dukket op for at øge menneskelig funktion i bevægelse og manipulation. Imidlertid, fremskridt inden for bærbar robotteknologi har været særlig betydningsfuld for Byoung-Wook Kim, en trippel i 22 år efter en ødelæggende bilulykke.

Kim glædede sig efter at have stået oprejst og gået igen ved at tage 'WalkON-dragten på, ' den bærbare robot udviklet af professor Kyoungchul Kongs team. Endnu mere, Kim vandt tredjepræmien i det motordrevne eksoskeletonløb ved Cybathlon 2016, et internationalt cyborg-OL arrangeret af ETH Zürich.

Nu er Kim og Professor Kongs hold klar til Cybathlon Championship 2020. Professor Kong og hans startup, Angel Robotics, holdt en kickoff-ceremoni for Cybathlon 2020 i KAIST den 24. juni. 2020-mesterskabet finder sted i Schweiz.

Kun personer med fuldstændig lammelse af benene som følge af rygmarvsskader er berettiget til at deltage i Cybathlon, som finder sted hvert fjerde år. Piloter konkurrerer mod hinanden, mens de udfører daglige opgaver ved hjælp af tekniske assistancesystemer i seks forskellige discipliner:et hjerne-computer interface race, et funktionelt cykelløb med elektrisk stimulering, et motordrevet armproteseløb, et motordrevet benproteseløb, et drevet eksoskelet race, og et motorkørestolsløb. 2016-mesterskabet trak 66 deltagere fra 56 hold, der repræsenterede 25 lande.

I det drevne eksoskeletonløb, piloter udfører daglige aktiviteter såsom at rejse sig fra en sofa og overvinde forhindringer såsom trapper, ramper, eller skråninger og op til fire piloter konkurrerer samtidigt på baner for at løse seks opgaver; og den pilot, der løser flest opgaver på mindst tid, vinder løbet.

Kim, der demonstrerede at gå og klatre op ad trapperne iført WalkON Suit under mediedagen for Cybathlon 2020 kickoff-ceremonien den 21. juni i KAIST, sagde, "Jeg har været bundet til en kørestol i mere end 20 år. Jeg er vant til det, så jeg føler, at kørestolen er en af ​​mine kropsdele. Faktisk, Jeg føler ikke de store vanskeligheder ved at udføre hverdagsopgaver i kørestol. Men når jeg står over for det faktum, at jeg aldrig vil være i stand til at stå op med mine egne to ben igen, Jeg er så knust."

Han fortsatte, "Jeg husker stadig den dag, hvor jeg stod op med mine egne to ben for mig selv efter 22 år ved at bære denne robot. Det var uden beskrivelse."

Markedet for bærbare robotter, især til exoskelet robotter, fortsætter med at vokse, da den aldrende befolkning har været en stor udfordring i næsten alle avancerede lande. Det globale marked for disse robotter forventer at se en årlig vækst på 41,2 % til 8,3 milliarder amerikanske dollars i 2025. Bærbare robotter i sundhedssektoren til ældre og rehabilitering udgør halvdelen af ​​markedsandelen efterfulgt af bærbare robotter til industri- og forsvarsformål.

Professor Kong fra Institut for Mekanisk Teknik og hans kolleger udviklede to bærbare robotsystemer i 2014:WalkON Suit til komplette paraplegics og "Angel Suit" til dem med delvis svækkelse af gangevnen såsom ældre og rehabiliteringspatienter.

Professor Kong sagde efter 15 års grundforskning, holdet er nu i stand til at udvikle sine egne særskilte teknologier. Han sagde, at deres robotter er drevet af ikke-modstandsdygtige præcisionsdrev med algoritmer, der genkender brugerens intention om at bevæge sig. Indbygget med proteseudstyrsteknologi fra Severance Rehabilitation Hospital, deres kontrolteknologi har ført til produktionen af ​​en tilpasselig robotdragt optimeret til hver brugers fysiske tilstand.

WalkON-dragten, som kan prale af en maksimal kraft på 250 Nm og en maksimal rotationshastighed på 45 RPM, giver brugeren høj energieffektivitet modelleret efter det menneskelige bens fysiologi. Det giver brugerne mulighed for at gå på flad jord og ned ad trapper, klatre op og ned ad skråninger, og sidde og ligge. I øjeblikket holder batteriet fem til seks timer til bevægelse, og de cirka 25 kg robotvægt er stadig en teknisk udfordring at opgradere.

Professor Kongs team har podet AR-glasteknologi ind i WalkOn Suit, som en af ​​hans piloter tog på til fakkelstafetten til PyongChang Paralympics i 2018. Hans team opgraderer nu WalkON Suit 4.0 til næste års konkurrence. Severance Rehabilitation Hospital vil hjælpe de syv piloter med deres uddannelse.

Professor Kong sagde, at hans mål er at lave robotter, der kan gøre mennesker med handicap meget mere uafhængige. Han understregede, "Bærbare robotter bør designes til hver enkelt bruger. Vi leverer en meget god grafisk brugergrænseflade, så vi kan designe, kontrollere, og verificere også vores optimerede design for kundernes bedste ydeevne."