04.10.2021 – Kategorie: Konstruktion & Engineering

Laufroboter: Diese Technologie schenkt kranken Kindern Hoffnung

LaufroboterQuelle: Trexo Robotics
Alle neuen Produkte entstehen letztlich aus einem Antrieb heraus. Im Falle des Laufroboters von Trexo Robotics war es ein sehr persönliches Anliegen, das zur Entwicklung führte.

Die Augen der kleinen Luz strahlen, als sie zum ersten Mal in ihrem Leben auf den eigenen Beinen läuft – ermöglicht durch Trexo, einem speziell für Kinder entwickelten Laufroboter des kanadischen Unternehmens Trexo Robotics. Hinter Trexo stehen die beiden Gründer Manmeet Maggu (CEO) und Rahul Udasi (CTO), angetrieben durch ihre Liebe zu Ironman und einem privaten Schicksalsschlag.

So kam es zur Idee des „Laufroboters“

Die Geschichte von Trexo Robotics ist eng mit den Gründern verwoben: Sie beginnt im Jahr 2011, als Manmeet von der Diagnose seines Neffen Praneit erfährt: zerebrale Kinderlähmung. Diese Krankheit bezeichnet eine Haltungs- und Bewegungsstörung infolge einer Funktions­störung des Gehirns, die während oder direkt nach der Geburt entsteht.

Allein in Nordamerika gibt es 500.000 betroffene Kinder. Praneit würde aufgrund seiner Diagnose nie laufen können, prognostizierten die Ärzte. Das ließ dem Robotik-Wissenschaftler keine Ruhe. Er suchte nach Lösungen, um seinem Neffen beim Laufen zu unterstützten, um ernüchtert festzustellen, dass nichts auf dem Markt passend war.

Es gab zwar „Exoskelette“, aber diese waren überwiegend für Erwachsene konzipiert. Deshalb beschloss er, einen eigenen Laufroboter zu entwickeln – gemeinsam mit den betroffenen Kindern, Eltern und Physiotherapeuten.

Manmett Maggu gründete Trexo Robotics mit seinem Kollegen Rahul Udasi, mit dem er Robotik an der Universität in Waterloo studiert hatte.

Nach vielen Monaten der Entwicklung, endlosen Tests und schlaflosen Nächten erhielt Praneit schließlich seinen eigenen Trexo. „Es war der stolzeste Moment meines Lebens, als mein Neffe seine ersten Schritte mit dem Trexo machte.“

Trexo hilft bei jedem Schritt

Kinder mit Gehbehinderungen verbringen viel Zeit im Sitzen, was zu negativen gesundheitlichen Folgen führen kann. Deshalb ist aktive Bewegung sehr wichtig. Die „Roboterbeine“ bewegen dazu sanft die Beine des Kindes. Die Geschwindigkeit und der Grad der Unterstützung können individuell an die Bedürfnisse des Trägers angepasst werden. Dazu gehören auch die Einstellungen des Kniewinkels und die Anpassung des Hüftwinkels.

Der batteriebetriebene Laufroboter wird über ein Tablet gesteuert, ebenso die Einstellungen, wie das Gangmuster und die Schrittgeschwindigkeit. Jedes Knie- und Hüftgelenk in den Trexo-Roboterbeinen wurde so konstruiert, dass es sich innerhalb des natürlichen menschlichen Bewegungsbereichs bewegt. Damit kräftigt Trexo die Beine des Kindes, baut Ausdauer auf und sorgt dafür, dass sich die motorischen Fähigkeiten erheblich verbessern. Und das Beste daran ist: Trexo wächst mit dem Alter mit.

Laufroboter
Die Gründer Manmeet Maggu (links im Bild) und Rahul Udasi sind selbst leidenschaftliche Läufer – ein Schicksalsschlag gab den Anstoß zur Entwicklung des Roboters.
Bild: Trexo Robotics

Starke Maxon-Antriebe für den Laufroboter

Für die exakten und gleichmäßigen Bewegungen braucht es die Unterstützung von starken Antriebssystemen. Laut den Gründern von Trexo Robotics haben ihre Laufroboter einen sehr dynamischen Anforderungsbereich. Sie verwenden deshalb zwei Aktuatoren an den Hüftgelenken und zwei weitere Antriebe an den Kniegelenken. Die verwendeten Motoren und Getriebe müssen sowohl eine hohe Drehzahl als auch ein hohes Drehmoment haben und gleichzeitig schnell wechselnde Drehmomente bewältigen können.

Bei Robotergelenken Spielen zudem Platz und Gewicht eine übergeordnete Rolle, und deshalb war den Entwicklern ein kompaktes Antriebssystem sehr wichtig.

All diese Kriterien erfüllen die bürstenlosen Flachmotoren von ­Maxon. Insgesamt kommen vier EC 45 flat Motoren (70 Watt) in Kombination mit dem Planetengetriebe GP 42 C (Kera­mik) mit Mile-Encoder in den Roboterbeinen zum Einsatz. Manmeet erklärt: „Wir haben festgestellt, dass die Motoren der maxon EC Flat-Serie in Bezug auf Größe und Leistungsdichte am besten sind. Die Planetengetriebe mit Keramik-Zahnrädern bieten zudem besonders hohe Drehmomente und sind robust gegenüber variierenden Ausgangsdrehmomenten.

Laufroboter spendet Hoffnung

Mittlerweile nutzen weltweit rund 100 Kinder den Laufroboter – und mit jedem weiteren Kind, das den Trexo verwendet, wird der Laufroboter weiter verbessert. Und das vor allem durch die enge Zusammenarbeit mit den Eltern. Caro, die Mutter von Luz sagt: „Trexo gibt uns so viel Hoffnung. Denn als Eltern bekommen wir immer all diese Dinge gesagt, die unser Kind wahrscheinlich niemals tun wird. Trexo hat das geändert.“

Für die beiden Robotik Spezialisten ist es überwältigend zu sehen, wie die Kinder mit einem riesigen Lachen laufen lernen und immer kräftiger werden. Manmeet schließt: „Die Freude, die wir in den Augen der Kinder und Eltern sehen und das positive Feedback, motivieren uns jeden Tag aufs Neue weiterzumachen und unseren Laufroboter weiterzuentwickeln. Für uns ist jedes dieser Kinder wie ein kleiner Ironman.“

Die Autorin Anja Wieder ist freie Journalistin, Sachseln, Schweiz.

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