I nuovi arrivati da TU Berlin si presentano con il loro esoscheletro

Il team tedesco RISE farà il suo debutto al Cybathlon nel 2024. Incontriamo il leader della squadra Lukas Schneidewind e parliamo delle sfide e del futuro della tecnologia assistiva.

Dal 2013 maxon partecipa a Cybathlon, un progetto senza scopo di lucro dell'ETH di Zurigo in cui team di ingegneri di tutto il mondo sviluppano tecnologie assistive per persone con disabilità. Ogni quattro anni, competono l'uno contro l'altro in varie discipline progettate per superare le sfide quotidiane affrontate dalle persone con disabilità.

maxon è coinvolta in Cybathlon in qualità di Gold Partner e supporta anche i team locali. Uno di questi team proviene dall'Università Tecnica di Berlino. Insieme a SEI, un'iniziativa per studenti di ingegneria socialmente impegnati, il Dipartimento di Ingegneria Medica ha lanciato RISE (Research and Innovation in Student Exoskeleton Development) come modello innovativo e orientato alla pratica. RISE ha lo scopo di aiutare le persone con paraplegia a camminare.

L'esoscheletro è stato sviluppato e perfezionato partendo da zero da team transdisciplinari di oltre 40 studenti. Il loro obiettivo è sviluppare un esoscheletro competitivo per Cybathlon 2024. Lukas Schneidewind, team leader e ricercatore associato presso il Dipartimento di Ingegneria Medica, ci offre una visione più approfondita del progetto.

Lukas, potresti dirci qualcosa di più su RISE e sull'idea che c'è dietro?

Lukas Schneidewind: Dal 2022 il team RISE (Research and Innovation in Student Exoskeleton Development) lavora con entusiasmo allo sviluppo e alla costruzione di un esoscheletro per persone affette da paraplegia. Il nostro obiettivo è quello di partecipare al CYBATHLON internazionale presso l'ETH di Zurigo dal 25 al 27 ottobre 2024, con questa tecnologia.

Quali sfide tecniche deve affrontare questo progetto?

Lukas Schneidewind: Ce ne sono diversi: In generale, la complessità dello sviluppo complessivo, compresa la necessità di garantire la sicurezza e la robustezza di tutte le sottofunzioni. Inizia con l'elaborato processo di identificazione dei requisiti di sistema. I requisiti devono essere prima definiti partendo da zero. Le sfide comprendono una varietà di aree tecniche ed incentrate sull'utente. È necessario affrontare contemporaneamente molti aspetti, tra cui l'alimentazione mobile, l'elettronica di potenza, la dissipazione del calore, la capacità di prestazioni, la costruzione leggera, l'infrastruttura software e la comunicazione, la modellazione dei controller, nonché la facilità d'uso e l'intuitività.

Una delle principali sfide del Cybathlon di quest'anno è che alcuni ostacoli ora richiedono che gli esoscheletri abbiano un controllo stabile dell'equilibrio. Ciò porta ad alcune nuove attività tecniche, come l'aumento dei gradi di libertà per eseguire movimenti correttivi.

Come vengono utilizzati i motori maxon?

Lukas Schneidewind: I motori costituiscono il cuore della trasmissione e devono essere il più compatti e densi di potenza possibile per consentire un'elevata dinamica per i nostri otto gradi di libertà, nonostante un peso ridotto.

Perché avete deciso di utilizzare i motori maxon?

Lukas Schneidewind: maxon non è solo rinomato all'interno della comunità Cybathlon, ma viene utilizzato anche in diverse applicazioni high-tech. Una serie di applicazioni prestigiose, dai diversi esoscheletri ai rover marziani, testimoniano l'affidabilità e la qualità dei motori. Inoltre, maxon dispone di una solida rete che ha permesso una collaborazione senza soluzione di continuità con Ovalo, il nostro produttore di riduttori.

Com'è attualmente strutturato il vostro team?

Lukas Schneidewind: Abbiamo una gerarchia ristretta con un livello di gestione molto snello, composto da poche persone che supervisionano il progetto. Essenzialmente, la nostra organizzazione divide i nostri oltre 40 studenti diligenti in cinque dipartimenti: Design, Ingegneria elettrica, Ingegneria di controllo, Interazione uomo-macchina e Biomeccanica, che comprendono un totale di 13 team.

Alcuni partecipanti hanno sviluppato e perfezionato i loro esoscheletri per anni. Quali pensate che siano le vostre possibilità in qualità di esordienti?

Lukas Schneidewind: Naturalmente sarebbe presuntuoso aspettarsi di vincere al primo tentativo. Il nostro team ha iniziato da zero nell'ottobre 2022. Completare lo sviluppo di un sistema in due anni è un'impresa colossale. Siamo sulla buona strada e l'obiettivo principale è portare l'esoscheletro sulla linea di partenza. Non è un grosso problema, se alla fine dobbiamo superare alcuni ostacoli. D'altra parte, le modifiche apportate ai percorsi e il necessario controllo dell'equilibrio rappresentano una nuova grande sfida per quasi tutte le squadre. Modificare i sistemi esistenti a volte può essere più complesso che svilupparli da zero. Anche se queste squadre traggono ovviamente vantaggio dalla loro esperienza precedente.

Prospettive: Prima la partecipazione al Cybathlon, e poi?

Lukas Schneidewind: Questa è una bella domanda, probabilmente la prima cosa da fare è una vacanza. Ma ovviamente continueremo e punteremo a consolidare il nostro team di studenti appena formato e a permettergli di gestirsi in modo più autonomo. Abbiamo già avviato questo processo lo scorso semestre con un workshop di progetto guidato dagli studenti, in modo che noi, come dipartimento, ora forniamo solo supporto tecnico e spazi di lavoro e possiamo utilizzare l'esoscheletro come piattaforma di ricerca.