ベルリン工科大学のチームは自分たちで製作した外骨格を持って初参加

ドイツのRISEチームは、2024年のサイバスロンでデビューします。チームリーダーのLukas Schneidewind氏との対談では、支援技術の課題と未来について語ります。

2013年より、maxonはチューリッヒ工科大学の非営利プロジェクトであるサイバスロンに参加しています。サイバスロンでは4年に一度、世界中のエンジニアリングチームが、障害者が直面する日常的な課題を克服するために設計されたさまざまな分野で互いに競い合います。

maxonは、サイバスロンにゴールドパートナーとして参加し、現地のチームもサポートしています。これらのチームの1つは、ベルリン工科大学から来ています。医療工学科は、社会貢献型の工学部の学生のためのイニシアチブであるSEIとともに、革新的で実践志向のモジュールとしてRISE(Research and Innovation in Student Exoskeleton Development)を立ち上げました。RISEは、下半身麻痺の人々が歩くのを助けることを目的としています。

この外骨格は、40人以上の学生からなる学際的なチームによってゼロから開発され、最適化されています。彼らの目的は、サイバスロン 2024 に向けて、競争力のある外骨格を開発することです。医療工学科のチームリーダー兼研究員であるLukas Schneidewindが、プロジェクトについて詳しく語ってくれました。

Lukasさん、RISEとその背景にある考え方について、もう少し詳しく教えていただけますか?

Lukas Schneidewind: RISEチーム(Research and Innovation in Student Exoskeleton Development)は、2022年から片麻痺患者のための外骨格の開発と製作に熱心に取り組んできました。私たちの目標は、この技術を使用して、2024年10月25日から27日までチューリッヒ工科大学で開催される国際サイバスロンに参加することです。

このプロジェクトはどのような技術的課題に直面していますか?

Lukas Schneidewind: いくつかありますが、一般的には、開発全体の複雑さ、これにはすべてのサブ機能の安全性と堅牢性を確保する必要性が含まれます。それは、システム要件を特定する緻密なプロセスから始まります。要件は、最初にゼロから定義する必要があります。課題には、さまざまな技術領域とユーザー中心の領域が含まれます。モバイル電源、パワーエレクトロニクス、放熱、性能、軽量構造、ソフトウェアインフラストラクチャと通信、コントローラモデリング、使いやすさと直感性など、多くのトピックに同時に取り組む必要があります。

今年のサイバスロンの大きな課題のひとつは、外骨格に安定したバランス制御が要求されるようになった障害物があることです。これにより、矯正動作を実行するための自由度を高めるなど、いくつかの新しい技術的課題が発生します。

ここでは、マクソンのモータはどのように使用されていますか?

Lukas Schneidewind:モータはドライブトレインの中核を形成しており、軽量でありながら8自由度で高いダイナミクスを実現するためには、可能な限りコンパクトで電力密度が高い必要があります。

なぜmaxonのモータを使おうと思ったのですか?

Lukas Schneidewind: maxonはサイバスロンコミュニティ内で有名であるだけでなく、すでにさまざまなハイテクアプリケーションでも使用されています。さまざまな外骨格から火星探査車まで、一流のアプリケーションが、モータの信頼性と品質を証明しています。さらに、maxonには強力なネットワークがあり、ギアヘッドメーカーであるOvalo社とのシームレスなコラボレーションを可能にしました。

現在、チームはどのように構成されていますか?

Lukas Schneidewind: 私たちは上下関係のないフラットな関係の中、プロジェクトを監督する数人の個人で構成される非常に無駄のない管理体制を作っています。基本的に、私たちの組織は、40人以上の勤勉な学生を、設計、電気工学、制御工学、ヒューマンマシンインタラクション、バイオメカニクスの5つの部門に分け、合計13のチームを網羅しています。

サイバスロンの参加者の中には、何年も前から外骨格を開発し、最適化してきた人もいます。初参加のあなたのチャンスはどれくらいだと思いますか?

Lukas Schneidewind:もちろん、最初の一発で勝つと期待するのはおこがましいでしょう。私たちのチームは、2022年10月に白紙の状態からスタートしました。システム開発を2年以内に完了させるのは、大変な作業です。私たちは順調に進んでおり、主な目標は外骨格をスタートラインに立たせることです。最終的にいくつかの障害をスキップしなければならないとしても、それは大したことではありません。一方、障害物の変更と必要なバランス制御は、ほぼすべてのチームに大きな新たな課題をもたらします。既存のシステムの変更は、ゼロから開発するよりも複雑になる場合があります。もちろん、これらのチームは以前の経験から恩恵を受けていますが。

サイバスロンに参加したあとの展望はありますか？

Lukas Schneidewind:それは良い質問ですね。おそらく最初に休暇を取るでしょう。しかし、もちろん、私たちは新しく結成された学生チームを統合し、より自律的に管理できるようにすることを目指し続けます。このプロセスは、前学期に学生主導のプロジェクトワークショップですでに開始しており、現在、学部としては技術サポートとワークスペースのみを提供し、外骨格を研究プラットフォームとして使用することができます。