Efficiënter wandelen met een exoskelet? Oefening baart kunst

(28-06-2017)

Dirk De Clercq, professor aan de Vakgroep Bewegings- en Sportwetenschappen van de Universiteit Gent, beschrijft samen met Dr. Samuel Galle en Prof. Philippe Malcolm in een becommentariërend artikel in het prestigieuze tijdschrift Science (vol. 356, issue 6344, pp. 1230-1231, Perspective) de recente ontwikkelingen op het gebied van assisterende exoskeletten (http://science.sciencemag.org/content/356/6344/1230).    


“Pas sinds 4 jaar slagen onderzoekers erin om het energieverbruik van wandelen te verminderen door gebruik te maken van aangedreven exoskeletten.  De doorbrak kwam er nadat labo’s zoals het Sport Science Laboratory – Jacques Rogge, Vakgroep Bewegings- en Sportwetenschappen  van de Universiteit Gent beslisten om meer te focussen op de mens in de machine dan op de machine zelf.” aldus Prof. De Clercq.


Dezelfde gedachte zette een onderzoeksteam o.l.v. Prof. Steve Collins (Carnegie Mellon University, U.S.A.) er toe aan een nieuwe methode te ontwikkelen waarin de controle van het exoskelet geoptimaliseerd werd op basis van het metabool energieverbruik.  Deze aanpak leidde tot een reductie in energieverbruik van 14%, 2% beter dan het exoskelet van de Universiteit Gent, en is daarmee het beste ter wereld.  Dit werd gepubliceerd in het juni nummer van Science (vol. 356, issue 6344, pp. 1280-1284).  Dr. Pieter Fiers is co-auteur van dit artikel en was tot recent nog actief in de Verenigde staten.  Ondertussen is Pieter terug als doctor assistent verbonden aan onze vakgroep en werkt hij o.a. mee aan ons exoskelet onderzoek.


Naast de gerealiseerde daling in energieverbruik is vooral de manier waarop men deze bekwam vernieuwend.  “Waar men vroeger maximaal twee assistentie parameters kon optimaliseren, laat de nieuwe methode de optimalisatie van een veelvoud aan parameters toe op een veel kortere termijn.”  
Naast de optimalisatie van het exoskelet liet de methode toe dat de mens zijn gedrag zelf kon aanpassen op basis van wat het exoskelet deed. “Doordat de nieuwe methode een waaier aan verschillende exoskeletgedragingen oplegde aan de gebruiker, werd het leerproces om te wandelen met het exoskelet ondersteund.”


We verwachten dat er nog grote vorderingen gemaakt zullen worden door te focussen op het leren wandelen met het exoskelet.  Zo beogen we met onze onderzoeksgroep, samen met UGent onderzoekers uit de revalidatiewetenschappen en uit de klinische disciplines, om ons exoskelet in te zetten om het wandelen te ondersteunen bij patiënten met inspanningsbeperkingen zoals bij COPD.


Naast het becommentariërend artikel in Science publiceerde onze onderzoeksgroep recentelijk ook in het  Journal of NeuroEngingeering and Rehabiliation (https://jneuroengrehab.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12984-017-0235-0) en in Gait & Posture (http://www.gaitposture.com/article/S0966-6362(16)30679-8/abstract) over het ondersteunen van locomotiepatronen met ons exoskelet.