XoSoft – Modulares Soft-Exoskelett zur Unterstützung von Menschen mit eingeschränkter Mobilität
ZHAW-Forschende entwickeln zusammen mit europäischen Partnern eine intelligente Gehhilfe, welche sich je nach Bewegung versteift oder weich wird.
Viele Menschen sind aufgrund eines Unfalls oder Altersbeschwerden in ihrer Mobilität eingeschränkt. Hilfsmittel spielen für diese Menschen eine wichtige Rolle um selbstständig wohnen und den Alltag bewältigen zu können. Häufig unterstützen und fördern solche Hilfsmittel jedoch kaum die Aktivierung der Beine z.B. Elektrorollstühle. Möglichst lange aktiv und mobil zu bleiben ist jedoch eine wichtige Voraussetzung für die Gesundheit und kognitive Funktionen. Um diese Lücke zu schliessen und den Betroffenen eine individuelle Unterstützung zu bieten, entwickelt die ZHAW im Rahmen eines EU-Forschungsprojektes in Zusammenarbeit mit 9 Partnern aus 7 europäischen Ländern das weiche Exoskelett «XoSoft».
Ausgangslage
Zwischen 2000 und 2050 wird sich die Anzahl Personen über 80 Jahre weltweit fast vervierfachen von rund 100 Millionen auf 395 Millionen Menschen. Viele Menschen sind aufgrund eines Unfalls oder Altersbeschwerden in ihrer Mobilität eingeschränkt. Hilfsmittel spielen für diese Menschen eine grosse Rolle um selbstständig den Alltag bewältigen zu können. Zurzeit gibt es 40 Millionen Menschen, welche für die Fortbewegung auf Hilfsmittel angewiesen sind. Die meisten dieser Hilfsmittel, sowie z.B. Elektrorollstühle fördern oder unterstützen die Aktivierung der Beine kaum. XoSoft soll das Bedürfnis dieser und anderer Benutzergruppen nach einer leichten bis moderaten Mobilitätsunterstützung Rechnung tragen. Das Exoskelett wird durch ein Konsortium von fünf Forschungsinstitutionen und drei Unternehmen entwickelt, die bereits EU-Projekt Erfahrung in der Entwicklung von Exoskeletten / Orthesen sammeln konnten.
Zielsetzung
Ziel dieses multidisziplinären Projektes ist es, ein weiches, modulares Exoskelett für die unteren Extremitäten zu entwickeln, welches älteren Personen und Personen mit Bewegungseinschränkungen die Mobilität erleichtert, indem es deren Beinkraft und Stabilität unterstützt. XoSoft wird aus intelligenten weichen Sensoren und biomimetisch kontrollierten Aktuatoren bestehen, sowie eine interaktive Schnittstelle für gesundheitsbezogenes Feedback bieten.
Methode und Vorgehen
Ein Kernmerkmal von XoSoft ist der benutzerzentrierte Ansatz. Die untenstehende Abbildung illustriert das Design und die Entwicklung von XoSoft, welche in neun Arbeitspakete unterteilt ist.
In einem ersten Schritt werden die Benutzeranforderungen und Designvorgaben definiert, danach startet die technologische Entwicklung. Die Technologien werden anschliessend auf ihre Fähigkeit, die Nutzeranforderungen zu erfüllen, getestet und die Erkenntnisse fliessen wiederum in die Entwicklung ein. Zum Schluss wird der ausgereifte Prototyp in der Klinik und in einer häuslichen Umgebung evaluiert.
Projektpartner
Projektorganisation
- Projektleiter/-in ZHAW Institut für Physiotherapie
Prof. Dr. Eveline Graf, Prof. Dr. Markus Wirz - Projektdauer
01. Februar 2016 – 31. Januar 2019 - Projektteam ZHAW
Ass. Prof. Dr. Christoph Bauer, Carole Pauli, Antonia Hauswirth - Finanzierung
Horizon 2020 Framework Programme of the European Union, ICT-Robotics - Projektstatus
Abgeschlossen
Publikationen und Berichte
- 25. April 2019, Medienmitteilung ZHAW Gesundheit
Energieeffiziente Hightech-Leggins für Menschen mit Gehbehinderung - 01. Juni 2017, Medica Magazin
Projekt "XoSoft" – Intelligentes ExoSkelett zum Anziehen
Interview mit Prof. Dr. Markus Wirz auf medica.de - 30. März 2016, Medienmitteilung ZHAW Gesundheit
ZHAW-Forschende entwickeln intelligente Leggins - März 2016, ZHAW-Impact
EU Forschung trotz schwieriger Bedingungen - 16. Juni 2016, CORDIS
Researchers develop intelligent trousers - 2017, Swiss Textiles, Above all expectations, Swiss Pavilion Techtextile 2017, S.12
Intelligent leggins for safe movement in daily life - 17. Oktober 2016, Siliconrepublic
UL scientists to help build ‘smart clothing’ of the future
ZHAW Publikationsdatenbank
-
Graf, Eveline; Bauer, Christoph; Pauli, Carole; Wirz, Markus,
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WeRob2020 : 5th International Symposium on Wearable Robotics, virtual, 13-16 October 2020.
Cham:
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Verfügbar unter: https://doi.org/10.1007/978-3-030-69547-7_33
-
Di Natali, Christian; Sadeghi, Ali; Mondini, Alessio; Bottenberg, Eliza; Hartigan, Bernard; De Eyto, Adam; O'Sullivan, Leonard; Rocon, Eduardo; Stadler, Konrad; Mazzolai, Barbara; Caldwell, Darwin G.; Ortiz, Jesús,
2020.
Pneumatic quasi-passive actuation for soft assistive lower limbs exoskeleton.
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Verfügbar unter: https://doi.org/10.3389/fnbot.2020.00031
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Graf, Eveline; Bauer, Christoph; Schülein, Samuel; de Eyto, Adam; Power, Valerie; Bottenberg, Eliza; Weyermann, Bianca; O'Sullivan, Leonard; Wirz, Markus,
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Assessing usability of a prototype soft exoskeleton by involving people with gait impairments [Poster].
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Wirz, Markus; Bauer, Christoph; Pauli, Carole; Graf, Eveline,
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Development of an assistive soft exoskeleton : a multistakeholder endeavour [Poster].
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Hidalgo Romero, Andres F.; Graf, Eveline; Rocon, Eduardo,
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An optimization approach to design control strategies for soft wearable passive exoskeletons
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Carrozza, Maria Chiara; Micera, Silvestro; Pons, José L., Hrsg.,
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Baten, Chris T. M.; de Vries, Wiebe; Schaake, Leendert; Witteveen, Juryt; Scherly, Daniel; Stadler, Konrad; Sanchez, Andres Hidalgo; Rocon, Eduardo; Plass-Oude Bos, Danny; Linssen, Jeroen,
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Verfügbar unter: https://doi.org/10.1007/978-3-030-01887-0_75
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Buurke, Jaap; Nikamp, Corien; Baten, Chris; Bauer, Christoph; Graf, Eveline; Schuelein, Samuel; Power, Valerie; O'Sullivan, Leonard; de Eyto, Adam; Ortiz, Jesús,
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Gait & Posture.
57(Supplement 1), S. 274.
Verfügbar unter: https://doi.org/10.1016/j.gaitpost.2017.06.413
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