Eén rolstoel die alle obstakels trotseert

Studenten van de ETH universiteit in Zürich hebben een rolstoel ontwikkeld die kan traplopen. Is dit het toekomstige transportmiddel voor mensen met een lichamelijke handicap?

Een 3D-model van de Scalevo- rolstoel. Foto ©Scalevo

1/4

Testrijder Raffael glimlacht. Hij mag namelijk als eerste persoon met een loopbeperking in een Scalevo rolstoel een trap oprijden – achteruit, op twee rupsen. Het is alsof hij over de treden zweeft. Boven aangekomen vervolgt hij zijn weg, zelf balancerend op twee wielen. Deze rolstoel is een prototype van de ETH Zürich en is tot op heden niet op de markt verkrijgbaar – helaas. Want veel mensen met een handicap ondervinden in hun dagelijkse leven nog veel beperkingen. Vaak moeten zij om drempels, stoepen en trappen heen rijden, om hun bestemming te bereiken.

Tien Zwitserse studenten willen daar verandering in brengen. Hun idee is, dat in de toekomst geen enkel obstakel de bewegingsvrijheid van rolstoelrijders nog mag beperken. De aankomende ingenieurs hebben een nieuw type rolstoel ontwikkeld en hadden daarvoor niet meer dan één jaar nodig. Een ware topprestatie, waaraan de studenten vrijwel elke vrije minuut hebben gespendeerd. Maar het is de moeite meer dan waard geweest. De eerste reacties van mensen met loopbeperkingen uit de hele wereld zijn positief, "en veel van deze personen willen onze rolstoel nu al kopen," zegt werktuigbouwkundig ingenieur Carlos Gomes.

Het begint

Eigenlijk wilden Gomes en zijn collega's alleen een robot bouwen die kan traplopen. Maar hun professor moedigde hen aan nog een stap verder te gaan. En zo begonnen acht ingenieurs van de ETH Zürich in de zomer van 2014 met de ontwikkeling van een trapklimmende rolstoel. Deze moest wendbaar en eenvoudig te bedienen zijn – en bovenal veilig. En daarbij moest hij er ook nog een beetje leuk uitzien. Dus riep het team versterking in: in de vorm van twee studenten Industrieel ontwerp aan de Züricher Hogeschool voor de Kunsten. En zo gingen ze aan de slag.

Over het basisprincipe waren ze het snel eens. De rolstoel moest zich tijdens normaal gebruik voortbewegen op twee wielen, net als een Segway. Trappen daarentegen, wilden ze bedwingen met behulp van een rupsonderstel, dat naar behoefte kan worden uitgeschoven en ingetrokken. De Scalevo, zoals de rolstoel wordt genoemd, combineert twee voortbewegingsprincipes: zogezegd een hybride rolstoel.

De praktijktest

En dit is het eindresultaat: de rolstoelrijder nadert een trap en selecteert op het aanraakscherm de gewenste functie. De sensoren en camera's van de stoel meten de hellingshoek van de trap en de stoel rijdt vervolgens achterwaarts richting de trap. Het rupsonderstel wordt neergelaten. De rupsen beginnen te draaien en de stoel rijdt de trap op. Snelheid: een trede per seconde. Gedurende het beklimmen van de trap blijft de rolstoelrijder steeds in een rechte positie. Zodra de sensoren het einde van de trap detecteren, worden steunwielen uitgeschoven. Hiermee wordt voorkomen dat de stoel omkiept. Daarna wordt het rupsonderstel weer opwaarts ingetrokken en vervolgt de rolstoelrijder zijn of haar weg weer op twee wielen.

De wielen zijn, evenals de rupsen, voorzien van twee maxon elektromotoren, die de aandrijving verzorgen. Voor deze toepassing is gekozen voor borstelloze DC-motoren in combinatie met keramische overbrengingen. Keramiek wordt steeds daar toegepast, waar de componenten zwaar worden belast, maar van overbrengingen toch een lange levensduur wordt verwacht. Carlos Gomes en zijn team zijn zeer te spreken over de aandrijvingen die maxon hen ter beschikking heeft gesteld: "De combinatie motoren-overbrenging is sterk, precies, stil en, met 3,2 kilogram per stuk, relatief licht. Bovendien hebben de technici van maxon ons van zeer deskundig advies voorzien en hun ondersteuning was fantastisch."

De sleutel tot het succes

De studenten zijn ontzettend blij met het resultaat van hun werk. "Goed teamwerk was de sleutel tot dit succes," zegt Gomes. Bovendien hebben ze veel tips overgenomen van mensen met een loopbeperking. Zo werd een gordel ingebouwd en de zitting licht achterover gekanteld, om te voorkomen dat de rijder naar voren schuift. "Aan dat soort punten hadden wij helemaal niet gedacht."

De competitie roept

Daarmee eindigt het verhaal echter nog niet, hoewel het project eigenlijk al zou zijn afgesloten. Want in oktober 2016 willen de ingenieurs met hun Scalevo-rolstoel deelnemen aan de Cybathlon in Zürich. Dat is een sportwedstrijd, waarin mensen met een handicap het tegen elkaar opnemen. Bij deze wedstrijd zijn technische hulpmiddelen toegestaan, sterker nog: gewenst. Want het doel van dit evenement is het prikkelen van onderzoekers en technici, om betere rolstoelen, protheses en andere hulpmiddelen te ontwikkelen.

Een visie voor de toekomst

Voor het Scalevo-team staat vast: Zij willen in hun klasse (rolstoelen) de Cybathlon winnen. Hiervoor moeten zij nog een aantal aanpassingen aanbrengen aan hun uitvinding. Vanaf dan is alles mogelijk. Misschien beginnen de jonge knutselaars een eigen start-up, wie weet? Het idee is er in elk geval al. Daarmee zou de nieuwe rolstoel met ingebouwde rupsaandrijving binnenkort zomaar op de markt te koop kunnen zijn. Geen verbaasde blikken meer. Vanaf dan zou het volkomen normaal zijn, wanneer rolstoelrijders, heel vanzelfsprekend, trappen op en af rijden.