リハビリ療法に革命をもたらすトレーニングロボット

スイス出身の2名のロボット工学エンジニアが、まったく新しいコンピューター制御式レッグプレスを開発したとき、主なユーザーはアスリートであると想定していました。その後、このソフトロボティックトレーニングシステムは、怪我やその他の身体的障がいのために行われるリハビリ療法で驚くほどの効果を発揮することが判明しました。

この装置は、ジムで見かけるレッグプレスとはほとんど共通点がありません。もちろんシートと2つのペダルは装備されていますが、その他の類似点はありません。ddrobotecのロボティックパーソナルトレーナーに座るということは、すなわちユニークなソフトロボティックトレーニングパートナーへの教育を開始することを意味します。このトレーナーシステムには、最先端産業用ドライブと安全コンポーネント、および学習用コンピュータシステムが搭載されています。人間と機械が密接に連携することで、驚くべき成果をもたらすことができるのです。

重要な空気圧式筋力

ddrobotecのパーソナルトレーナーは、Dynamic Devices AG 社の創設者であるロボット工学のスペシャリスト、マックス・ランガレラ (Max Lungarella) 氏とラジャ・ドラビッド (Raja Dravid) 氏の発案により開発されました。2007年、彼らはチューリッヒ大学の人工知能研究所で最初のプロトタイプを開発しました。

彼らの目標は、すべてのワークアウトセッションを監視および分析し、次のエクササイズを提案する非常に動的な機械と、アスリート向けのハイテクデバイスを構築することでした。デバイスの心臓部は、多大な力を迅速にペダルに伝えることができる空気圧式筋力です。このため、この装置はさまざまなパフォーマンスレベルでエクササイズに使用することができます。

たとえば、足で押したり引いたりすることで、ユーザーは画面に表示された線に近づきます。これとともに、コンピュータは有効な力を穏やかに、または衝撃を与えるように増幅していきます。ユーザーは、これらの力を継続的に補正する必要があります。困難な運動ですが、これは非常に高い効果をもたらします。このため、身体だけでなく脳も鍛えられるのです。「このシステムは、動的相互作用をサポートします」。マックス・ランガレラ氏はこう語ります。このコンセプトは、この2名の開発者が最初に想像していた以上の成果をもたらしました。

彼らは、このトレーニングシステムが神経筋障害や整形外科疾患の患者に大きく貢献することを発見しました。このロボティックパーソナルトレーナーを通じて、これまで望みを失った多くの患者が、脚を再び動かすことができるようになったのです。脳卒中患者においては、運動能力の回復に多大な効果を発揮しました。現在、これらの効果は、研究でしっかりと裏付けられています。この事実は、ソフトロボットトレーニングデバイスの開発者が主にリハビリテーション向けのシステムを開発するモチベーションとなっています。ここで、maxonモータの本領が発揮されます。

直径45ミリメートルのこのブラシレスDCモータEC 45 flatは、高トルク密度とコンパクトなデザインが特徴です。

ロボティックパーソナルトレーナーが医療機器として承認を得るには、重要な安全機能が装備されている必要があります。すなわち、プレスが特定の角度を超えないようにする調整式ストッパーが必要となりました。このコンポーネントは、特に膝を完全に曲げることができなくなった患者を保護するのに重要となります。ブラシレスEC 45 DCモータは、安全停止の個別の位置決めを可能にします。ドライブの最重要基準ではないものの、絶対的な信頼性を確保することは非常に重要です。「maxonのモータを使用することで、私たちはこの要件を確実に満たすことができるのです」とランガレラ氏は述べています。さらに、フラットモータのコンパクト設計や統合式電子機器も重要な要件です。

ドライブとコントローラの最適な組み合わせ

もう1台のmaxonフラットモータは、外部ロータを備えたEC 90で、これが自動シートの位置決めを行います。このddrobotec by Dynamic Devicesには、ブラシレスモータと遊星ドライブおよびESCON 50/5サーボコントローラが組み合わされています。 maxonのドライブは、患者に快適さと安全を提供するこのトレーニング装置の重要なコンポーネントです。

ロボティックパーソナルトレーナーは、病院やリハビリテーションセンターでの需要が高まっています。

チャレンジ精神が導く成功

ddrobotecは、比較的新しいブランドであるにもかかわらず、飛躍的な成長を遂げた企業です。エンジニア、科学者、医師、セラピストたちの協力を得ることで、多くの患者の運動能力を向上し、新たな希望を与えるトレーニングデバイスが完成しています。成功の要因は、従来のリハビリテーション療法ではかなり従属的な役割とみなされてきたトレーニング内容です。ロボティックパーソナルトレーナーに座ると、そこにはチャレンジ精神が生まれます。ユーザーが向上心を持ち、より高いスコアを獲得しようとやる気を持つことで、パフォーマンスはより迅速に向上していきます。モチベーションは非常に重要です。ddrobotec by Dynamic Devicesが遊び心のあるアプローチを重視しているのはこのためです。患者がペダルを使ってシミュレートされたペンギンをおなかで丘を滑り降りるように制御し、できるだけ高いスコアを獲得することに夢中になれば、身体的な疲労はほとんど忘れさられてしまいます。

一部のスポーツ施設、病院、リハビリテーションセンターでは、ロボットが支援する新しい脳筋トレーニングをすでに導入しています。同社は、日本およびユーロ圏全体への市場拡大を目指しています。 

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Dynamic Devices, maxon motor