Exoskelett-Rennen

Robotische Exoskelette sind Geräte, die es Querschnittsgelähmten ermöglichen, aufrecht zu stehen, zu gehen oder Treppen zu steigen und hinunterzugehen. Obwohl Roboter-Exoskelette für Querschnittsgelähmte bereits seit den späten 1960er und frühen 1970er Jahren entwickelt werden, ist die Technologie noch nicht so weit ausgereift, dass die Geräte von den Endnutzern akzeptiert werden.

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Exoskelett-Rennen Aufgaben

Train Compartment, Exoskeleton race task | © CYBATHLON

1. Zugabteil

Das Hinsetzen und Aufstehen mit einem Exoskelett ist eine Herausforderung. Das Gleichgewicht muss gehalten werden, während gleichzeitig erhebliche Momente in den Knie- und Hüftgelenken erzeugt und kontrolliert werden müssen.

Bei dieser Aufgabe sind die Piloten gefordert, sich auf eine Bank zu setzen und wieder aufzustehen. Eingeschränkte Platzverhältnisse, wie sie in einem Theater oder in öffentlichen Verkehrsmitteln herrschen, erschweren die Aufgabe zusätzlich.

Stairs, Exoskeleton race task | © CYBATHLON

2. Treppe

Treppen sind im täglichen Leben sehr verbreitet, sowohl im privaten als auch im öffentlichen Raum. Das Treppensteigen mit motorisierten Exoskeletten ist eine Herausforderung, da das Körpergleichgewicht stets aufrechterhalten werden muss, während das Exoskelett sehr leistungsfähig sein muss, um den Benutzer zur nächsten Stufe zu heben.

Bei dieser Aufgabe müssen die Piloten eine Treppe hinauf- und hinuntersteigen, ohne einen Handlauf zu benutzen.

Moving Parcel, Exoskeleton race task | © CYBATHLON

3. Paket tragen

Bei den meisten Geräten erfordert das Gehen mit einem Exoskelett die Verwendung von Krücken. Infolgedessen ist es für den Benutzer schwierig, beim Gehen Gegenstände zu tragen. Bei der Verwendung zu Hause kann das Tragen von Gegenständen während des Gehens in einem Exoskelett von hohem praktischen Wert sein.

Bei dieser Aufgabe müssen die Piloten eine Kiste zu einem Zielort tragen, während sie in ihrem Exoskelett gehen.

Tilted Path, Exoskeleton race task | © CYBATHLON

4. Schräge Ebene

Im täglichen Leben sind manche Wege senkrecht zur Fahrtrichtung geneigt (z. B. beim Überqueren einer steilen Straße). Die Bewältigung eines geneigten Weges in einem Exoskelett ist eine Herausforderung, da sie Abduktion/Adduktion in der Hüfte und Pronation/Supination im Fußgelenk erfordert. 

Bei dieser Aufgabe müssen die Piloten einen geneigten Weg zurücklegen. 

Free Walking, Exoskeleton race task | © CYBATHLON

5. Freies Gehen

Die meisten aktuellen Exoskelette erfordern die Verwendung von Krücken, um beim Gehen das Gleichgewicht zu halten. Folglich können die Arme nicht für andere Aufgaben oder Gesten verwendet werden.

Bei dieser Aufgabe muss der Pilot eine vordefinierte Strecke ohne Krücken zurücklegen.

Crowd, Exoskeleton race task | © CYBATHLON

6. Menschenmenge

Im täglichen Leben ist es oft notwendig, statische oder sich bewegende Hindernisse zu umschiffen, um ein gewünschtes Ziel zu erreichen. Vor allem beim Gehen in dynamischen Menschenmengen ist eine ständige Kontrolle von Richtung und Geschwindigkeit erforderlich, um Kollisionen zu vermeiden.

Bei dieser Aufgabe müssen die Piloten zwischen einzelnen Möbelstücken hindurchgehen. Ausserdem müssen Kollisionen mit mehreren Robotern, die sich im Aufgabengebiet bewegen, vermieden werden.

High Step, Exoskeleton race task | © CYBATHLON

7. Treppenstufe

Das Gehen auf Oberflächen, die unregelmäßige Schrittlängen und -höhen erfordern, ist eine Herausforderung, da die Position des Fusses ständig kontrolliert werden muss.

Bei dieser Aufgabe müssen die Piloten eine quasi-zufällige Abfolge von Holzkisten bewältigen, die in Höhe und Länge variieren.

Doors, Exoskeleton race task | © CYBATHLON

8. Türen

Das Öffnen und Schliessen von Türen ist für einen Exoskelett-Benutzer eine Herausforderung, da die Krücken getragen werden müssen und eine präzise Fussstellung beim Richtungswechsel (d. h. Rückwärts- und Seitwärtsschritte) erforderlich ist. Es gibt verschiedene Mechanismen und Technologien, um die Tür zu öffnen (z. B. Türgriff oder Türknauf), und nicht alle Türen erfordern den gleichen Kraftaufwand, um sie aufzuschieben oder zu öffnen.

Bei dieser Aufgabe müssen die Piloten eine Tür öffnen, durchqueren und schliessen.

Stony Path, Exoskeleton race task | © CYBATHLON

9. Steinpfad

In bestimmten Situationen des täglichen Lebens ist es erforderlich, die Flugbahn des Beins genau zu steuern, um äusseren Umständen Rechnung zu tragen (z. B. beim Betreten einer Rolltreppe oder beim Überqueren von Steinen auf einem Feldweg). 

In dieser Aufgabe wird der Pilot aufgefordert, über eine Reihe von Steinen zu gehen.

Kitchen, Exoskeleton race task | © CYBATHLON

10. Küche

Damit Exoskelette alltagstauglich sind, müssen sie ihrem Benutzer die Ausführung von Hilfsaufgaben ermöglichen, die über die Grundfunktionen des Gehens hinausgehen. Solche Hilfsaufgaben werden in der Regel mit den oberen Extremitäten ausgeführt und können die Manipulation von Objekten in verschiedenen Höhen über dem Boden beinhalten.

In dieser Aufgabe müssen Piloten mehrere Aufgaben der oberen Extremitäten ausführen, während sie in ihrem Exoskelett in einer Küchenumgebung stehen.  

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