Exoskeletons in het écht - artikel

Plant & Factory 20/02/2019 13:12:30

Er is heel wat te doen om exoskeletons. Allicht is de eerste top van de hypecyclus bereikt. Bedrijven die exoskeletons op de markt brengen zijn jong. Nauwelijks drie of vier jaar oud.

Lees hieronder verder   
Verwant

Belgische auto-toeleveranciers verliezen 15% omzet - column

Plannen voor grootste Europese Li-Ion batterijenproducent

DHL test elektrische bestelwagen StreetScooter

VUB en ULB starten proefproject met zelfrijdende shuttlebus

PortXchange moet digitale scheepvaart-app wereldwijd beschikbaar maken

Bouw megagrootte multimodale site in North Sea Port

>> Meer verwant nieuws
Carrièrekansen (meer)
Agenda

Waterstof Dagen

RNSYC - Oostende

van 26/08/2019 tot 30/08/2019

Robots-Cobots: vriend op het werk, vriend in huis

UAntwerpen Campus Groenenborger

donderdag 5 september 2019

Bouwstenen geïntegreerd aanwezigheidsbeleid

BluePoint Antwerpen (Agoria Academy)

maandag 9 september 2019

Rittal vakseminarie industriële systeemkasten

Laakdal

donderdag 12 september 2019

EMO Hannover

Messegelände - Hannover (D)

van 16/09/2019 tot 21/09/2019

Eerstelijns onderhoud op industriële tandwielkasten

MGH Servicecenter Machelen

dinsdag 17 september 2019

Keuze van de redactie

(19/8) VUB en ULB starten proefproject met zelfrijdende shuttlebus

(19/8) Primeur: Nederlandse waterstofwagen verslaat benzine racewagens

(12/8) Indaver scoort Schots afvalenergiecontract van 400 miljoen euro

(6/8) Masterproeffilmpje bezorgt ingenieur job bij Amazon

(15/7) Onderzoekers verhogen energiecapaciteit uit zonnepanelen

(3/7) Onthulling eerste hyperloopsysteem in Europa (+video)

>> Meer blikvangers

Download het artikel in

ENGINEERINGNET.BE - Hun toestellen zijn duidelijk nog eerste generatie: zeer eenvoudig én passief. In de praktijk botsen gebruikers nog op belangrijke problemen. “De acceptatie loopt stroef”, zegt Lennert Vierendeels, business developer bij Brubotics aan de VUB in Brussel.

Sommige bedrijven bij ons kochten enkele exoskeletons aan om die te testen op de werkplek “maar er is er nog geen één die ze op grote schaal écht inzet in de productie”, geeft Vierendeels onmiddellijk mee. Die dingen kennen immers nog tal van beperkingen.

“De belangrijkste is wellicht dat de drager ervan belemmerd is in zijn of haar bewegingsvrijheid. Dat zorgt ervoor dat men die dingen in de praktijk gewoon niet wil dragen. Exoskeletons worden fout aangetrokken, op foute plaatsen ingezet en er op een foute manier gebruikt”, somt Vierendeels de ervaringen op. Eén van de doelstellingen van exoskeletons is dat ze de fysische/ergonomische last van bepaalde bewegingen opvangen en daarmee het werk voor de drager verlichten. “Maar niet alle arbeiders hebben al rugpijn. Velen zien dan ook niet onmiddellijk het voordeel en dan is het niet evident om hen te overtuigen die dingen, die vaak ongemakkelijk zitten, te dragen.”

Exoskeletons moeten aan het lichaam aangepast worden. De ‘koppels’ moeten immers op de juiste plekken geleverd worden. Een ‘suit’ dient dus individueel, per werknemer, ingesteld te worden. “Je kan een exoskeleton op maat laten maken maar de meeste bedrijven gaan voor één of enkele exemplaren die meerdere personen delen. Dat betekent dat ze telkens opnieuw aangepast moeten worden.” Mensen krijgen dan wel een korte opleiding maar het is dat steeds opnieuw instellen dat tijd vergt en gauw gaat vervelen…

Onvoldoende bewezen
“Bovendien is de toegevoegde waarde van de technologie nog onvoldoende bewezen.” In het lab heeft men het snel over 20 à 50 % minder belasting op de spieren. Maar op de werkvloer blijkt het minder vanzelfsprekend het echte effect te bepalen. En wat is het effect op langere termijn? Resulteert het in minder absenteïsme? “Dat is het vermoeden maar er zijn vandaag nog geen harde cijfers die een aankoop rechtvaardigen. De technologie is er nog te jong voor.”


De ondersteuning is vooral voelbaar boven schouderhoogte. (Foto : Colruyt)

De VUB ontwikkelt zelf de volgende generatie, actieve of gemotoriseerde exoskeletons en neemt deel aan o.a. het Europese meerjarenprojct Spexor H2020 dat een exoskelet ontwikkelt ter voorkoming van lagerugpijnen. Ook het FWO SBO-project (Strategisch Basis Onderzoek) Exo4Work mikt op het ontwikkelen van actieve assistieve industriële exoskeletons. Het evalueert ook bestaande exoskeletons en onderzoekt de efficiëntie ervan op de werkvloer bij bedrijven, de fysiologische impact op de spieren van operatoren maar ook hun acceptatie van de technologie.

Met en op de maat van de bedrijven wordt onderzocht waar, op welke post een exoskelet nuttig zou kunnen zijn. In co-creatie sessies met de operatoren wordt onderzocht wat ze ervan vinden, wat ze verbeterd willen zien. Wat er nodig is om ermee aan de slag te gaan. “Vooralsnog zijn de bestaande producten geschikt voor statische werkplaatsen. Om echt dynamisch te werken is de technologie te belemmerend en nog niet flexibel genoeg.”

“Wij doen al langer onderzoek naar hulpmiddelen bij de revalidatie van de onderste ledematen”, zegt Vierendeels, wijzend o.a. op de wandelende robot Lucy, Altraco (Automated Locomotion Training Using Actuated Compliant Robotic Ortosis) maar ook op het eerdere werk rond pneumatische en zelfherstellende rubberen spieren voor zogenaamde ‘soft robots’. “Nu gaat de aandacht ook meer en meer naar de bovenste ledematen.”

Extra spierkracht?
Dat exoskeletons ‘sterker’ zouden maken “en voor ‘extra spierkracht’ zouden zorgen, heb ik nog niet gezien”, zegt Vierendeels. Wel ‘ondersteunen’ ze armen en schouders waardoor bepaalde houdingen/bewegingen minder vermoeiend worden en de operator langer aan de slag kan blijven. Het titanium systeem van het Canadese Mawashi leidt een groot deel van de last van een rugzak af naar de grond. “Er wordt aan flexibelere, dynamische exoskeletons gewerkt voor bredere toepassingen, maar een ‘iron man’ is nog niet voor morgen.”

Aan de VUB wordt ondertussen aan een actief toestel gewerkt waarmee dynamischer reacties mogelijk worden. “Het past zich aan het werk en de gewichten aan.” De mechatronica (de actuatoren) en de structuur van het exoskeleton neemt de VUB voor zijn rekening. “We ontwikkelen nieuwe types actuatoren waarop we patenten nemen en… tot dan kunnen we er niks over zeggen. De idee is dat het allemaal veel draagbaarder wordt.”

Aan de KULeuven werkt Joris De Schutter aan de sturingen voor de actuatoren. Ook rond bewegingswetenschappen wordt met Leuven samengewerkt. “Daar analyseren ze de vaakst voorkomende bewegingen die ondersteuning nodig hebben. Onze fysiologen evalueren wat het effect van zo’n ondersteuning is. We zijn ook bezig met materialen en vormen, met 3D-printen en composieten.”

Kadertekst: Rondblik
Exoskeletten vergen naast technische ook andere kennis. Het is dan niet zo verwonderlijk dat tal van exoskeletonbedrijven spin-offs zijn van universiteiten. In de meeste bedrijven hier vindt men toestellen van Laevo bv (spin-off van de TU Delft) die het bovenlichaam ondersteunen bij bukbewegingen. Het toestel van Skel-Ex (Rotterdam) ondersteunt schouders en armen van wie in de hoogte moet werken. SuitX (Berkeley, VS) heeft een  module voor de rug en voor de armen.


Bij Daikin werd de spieractiviteit gemeten maar ook hartslag, EEG, geleidbaarheid van de huid,… De VUB verwerkt nu de data. (Foto: Daikin)

Onlangs bracht de Italiaanse bouwer van robots en cobots Comau zijn MATE-exoskeleton naar de markt, een ontwikkeling in samenwerking met het Ijslandse orthopedisch bedrijf ÖSSUR en IUVO, een spin-off van het Italiaanse BioRobotics Institute. Het Franse Exhauss bouwde voort op zijn draagframes voor filmcrews.

De Cray X van German Bionic (Augsburg) is dan weer een actieve exoskeleton met servomotoren bedoeld voor de industrie. De Amerikaanse Ekso Bionics en Levitate Technologies (AIRFRAME armenondersteuning) maken ook vorderingen. In Japan: o.a. Cyberdyne, Mitsubishi, Tatsumi Shokai Logistics en Panasonic (met zijn spin-off Atoun met zijn actief assistieve rugpak). Het Amerikaanse Roam Robotics bouwde een ski-exoskeleton en haalde geld bij Yamaha Motors. LG Electronics (met zijn geconnecteerde CLOi SuitBot) en Samsung zijn er ook mee bezig… En dan is er China nog. <<

Meerdere bedrijven testen exoskeletten uit om inzicht te krijgen in hun toegevoegde waarde, voor- en nadelen, maar ook als bewustwordingsproject voor de medewerkers.

Bij Colruyt Group
Colruyt Group onderzoekt exoskeletons in de logistiek. Proeven met een aangeschaft LAEVO 2.5 passief exoskelet (rug) toonden een positief effect tijdens het orderpicken maar er blijken ook praktische ongemakken. Daarom stapte Colruyt Group mee in een grootschalig onderzoeksproject van het Vlaams Innovatieplatform voor logistiek (VIL) dat al twee exoskeletten bestudeerde voor de schouders bij het afstapelen van hoge palletten.

De ondersteuning is vooral voelbaar boven schouderhoogte. In die studie zijn spieractiviteit (EMG met oppervlakte-elektrodes), houding en druk/schuifkrachten gemeten. De resultaten volgen nog. “De komende maanden willen we ook varianten voor rug en benen testen”, zegt Roeland Motmans, preventieadviseur ergonomie bij Colruyt Group.

Uit de eigen studie blijken de rugspieren 10% minder hard te moeten werken met een exoskelet. Dat is minder dan in labosituaties. “Hier ging het om heel dynamisch en repetitief tillen waarbij hoog en ver reiken constant afgewisseld werden.” Men zag dat de operatoren hun tiltechniek niet aanpasten. Evenmin zag men een verschuiving van de fysieke belasting van de rug naar de schouders. Subjectief bleek de steun bij het tillen (rechtkomen met een bak in de handen) goed voelbaar.

Tijdens het vooroverbuigen moeten de operatoren echter telkens de weerstand van de veer overwinnen. “Na anderhalf uur order- picken vonden ze dat wel vermoeiend. Dat was niet meteen verwacht.” Labonderzoek toonde immers geen of minder vermoeidheid aan maar die metingen gebeuren op kortere periodes.

Een exoskelet maakt de operator breder. De ‘veren’ zitten langszij het lichaam. “Op zijn transpalet heeft de operator daardoor minder bewegingsvrijheid. Dat bemoeilijkt het op- en afstappen. Omdat hij zich niet meer kan keren, is ook het risico groter dat hij de achterliggende collega niet ziet aankomen. Dat maakt het werken in drukke periodes gevaarlijker.”

“De oorspronkelijke insteek bij Colruyt was het exoskelet in te zetten voor re-integratie”, zegt Motmans. Maar daarvoor lijkt het effect onvoldoende. “Voor specifieke, zware werkposten kan een exoskelet mogelijk preventief ingezet worden. Maar omdat de subjectieve ongemakken bepalend zijn voor hun werkbaarheid, dient dat eerst grondig uitgeprobeerd te worden.

Onderzoeken en testen bevinden zich echter nog in een prille fase.” Kortom: een exoskelet maakt een verschil maar dat is eerder beperkt in praktijk. De basis blijft: eerst het risico wegwerken of verminderen. Het is geen mirakeloplossing.

Bij Picanol
“Vandaag zetten we geen enkel exoskelet in de productie in”, zegt Geert Ostyn, VP Weaving Machines bij de Picanol Group. Anderzijds kocht het bedrijf een drietal LAEVO’s en twee SuitX-en aan en is de technologie één van de vier technologieën die het in zijn brede “Let’s make it together” bewustwordingsproject opnam naast 3D-printen, VR & AR en cobots.

“De grote uitdaging voor de maakindustrie bestaat er in de technische opportuniteiten te combineren met de stielkennis van de mensen. Het is de bedoeling al onze 1.500 mensen te laten ervaren wat die technologieën voor hen kunnen betekenen en hun betrokkenheid te verhogen bij de veranderingen die er aan komen. We laten hen vooral kennismaken met deze technologieën in groepjes van vier à vijf medewerkers.”

De tools zijn in een vijftal operationele zones uitgeprobeerd. Voor de medewerkers een blijk van erkenning dat hun job ‘belastend’ is, merkt Ostyn fijntjes op. Naderhand deelden die medewerkers hun ervaring ‘vrij en vrank’ met VUB-experten die kwamen zien hoe Picanol het aanpakte. “Ook dat past helemaal in een filosofie van ‘bewustwording’ en ‘betrokkenheid’.”

Ondertussen trokken al een paar honderd medewerkers een exoskelet aan maar ze inzetten in de productie van dit bedrijf is niet onmiddellijk van toepassing. “In jobs met een repetitief karakter waarbij de operator naar voor buigt (pakken en ompakken, valiezen laden en lossen) zou het lukken maar in meer afwisselende activiteiten die draaiende bewegingen vergen, zoals hier, werkt het harnas eerder storend.

Opnieuw: onze doelstelling was niet ‘implementeren’ maar ‘kennis laten maken met’.” Elke implementatie vergt een ‘buy-in’. Daarvoor is het nog te vroeg. Er is geen zone gevonden waar men de tool al wil toepassen.

Bij Daikin in Oostende
Bij Daikin in Oostende begeleidt Pieter De Pourcq, productie engineering manager, al drie jaar het exoskeletongebeuren met de bedoeling te sleutelen aan het absenteïsme ten gevolge van locomotorische klachten aan rug, schouders en nek.

De vele manipulatoren in het bedrijf bieden weinig flexibiliteit waardoor ze niet altijd een afdoende oplossing blijken. Het bedrijf kocht verschillende modellen passieve exoskeletons aan -SuitX, LAEVO en Smart Suit- om ze te testen. Met de VUB ging het eind november over tot een reeks gestructureerde proeven.

Vier operatoren werden op drie van tien mogelijke werkposten gevolgd, zonder en mét een rugondersteunend exoskeleton. Zowel spieractiviteit als andere fysiologische metingen werden gedaan: hartslag, EEG, geleidbaarheid van de huid,… “We namen ook een 2D-hogesnelheidsvideo om de invloed op de houding van de operator in kaart te brengen.” Ook de cognitieve belasting (hoe voelt het om zo’n pak te dragen?) werd bevraagd.

De metingen zelf vergden voor elk drie maal een halve dag. Zes werkdagen gespreid over twee weken. “De VUB verwerkt nu de data.” De acceptatie van de toestellen wordt onderzocht via pre- en post-online vragenlijsten bij een 50-tal medewerkers. “We laten de dingen immers ook door andere operatoren uittesten.”

Over het hele testgebeuren werd gecommuniceerd met de medewerkers, via de schermen tijdens de breaks, bij ochtendmeetings,… en de syndicale partners. Een hele investering. “We willen de kans op succes zo groot mogelijk maken. (…)


Bij Picanol trokken ondertussen al een paar honderd medewerkers een exoskelet aan maar ze inzetten in de productie is niet onmiddellijk van toepassing. Hier past dat in een filosofie van ‘bewustwording’ van aankomende technologieën en ‘betrokkenheid’. (Foto: PsiControl)


We hebben ergonomen en ingenieurs die oplossingen zoeken, maar ze hebben die nog niet gevonden”, aldus De Pourcq die gelooft in de toekomst van deze technologie. Hij hoopte op subsidies van VLAIO maar het project, dat lokaal aangeduid wordt als ‘EXO-O&O’ paste daar blijkbaar in geen enkel vakje. <<

Abonneer op onze nieuwsbrief

Reageer of publiceer aanvullende informatie
Mis ook dit niet...

VUB en ULB starten proefproject met zelfrijdende shuttlebus

Onderzoekers van de VUB en de ULB starten vrijdag op Brussels Health Campus met dit innoverende proefproject om relatie tussen mens en machine te bestuderen.

Pilz introduceert veilig radarsysteem voor zonebewaking - techniek

Het LBK-systeem van Pilz voor de beveiliging van gevarenzones is gebaseerd op radartechnologie. Het LBK-systeem is ongevoelig voor externe invloeden, zoals stof, regen, licht, vonken, ... .

Jan De Nul haalt opnieuw Deens contract binnen

Jan De Nul Group heeft een contract getekend met Vattenfall Vindkraft Kriegers Flak voor het vervoer en de installatie van windturbines voor het Deense Kriegers Flak Offshore windmolenpark.

Primeur: Nederlandse waterstofwagen verslaat benzine racewagens

Het Nederlandse studententeam Forze kwam tijdens de Supercar Challenge op het TT Circuit in Assen als tweede over de finish en versloegen verschillende conventionele benzine racewagens.

Onderzoek: Zwaartekracht beschrijven, zonder zwaartekracht

Recent vond een grote verschuiving plaats in de manier waarop natuurkundigen denken over de quantumzwaartekracht: de gecombineerde theorie van quantummechanica en zwaartekracht.

Autoruiten en zonnepanelen gaan zichzelf reinigen

De Wageningse universiteit (NL) werkt aan dunne coatings van vloeibare kristallen, die met elektra van vorm en functie veranderen, zodat vuil en zanddeeltjes van zonnepanelen afglijden.

Onderzoekers zetten nieuwe stap in strijd tegen taaislijmziekte

Via gencorrectie kunnen KU Leuven en de Universiteit van Trento twee mutaties die mucoviscidose veroorzaken permanent herstellen. Dat gebeurde met 3D-celculturen afkomstig van mucopatiënten.

Satelliet met nieuwe generatie zonnepanelen gelanceerd

De net gelanceerde, hypermoderne Europese lasercommunicatiesatelliet EDRS-C krijgt energie van een nieuwe generatie zonnepanelen: de ARA Mark 4, ontwikkeld door Airbus Defence and Space.

Kontron lanceert COM Express Compact Type 6 met nieuwste Intel processoren

Kontron heeft nieuwe COM Express Compact Type 6 modules, die de 8ste generatie Intel-processoren bevatten, toegevoegd aan zijn gamma. De processoren verbruiken slechts 15 Watt. De nieuwe modules laten tot 24 GB DDR4-geheugen toe en zijn optioneel voor het eerst beschikbaar in Compact-formaat met snelle NVMe SSD. >>

Partners