Os recém-chegados da TU Berlin estão entrando com seu próprio exoesqueleto

A equipa RISE da Alemanha vai estrear-se no Cybathlon em 2024. Em uma conversa com o líder da equipe Lukas Schneidewind, discutimos os desafios e o futuro da tecnologia assistiva.

Desde 2013, a maxon está envolvida no Cybathlon, um projeto sem fins lucrativos da ETH Zurique no qual equipes de engenharia de todo o mundo desenvolvem tecnologias assistivas para pessoas com deficiência. De quatro em quatro anos, competem entre si em várias disciplinas concebidas para superar os desafios quotidianos enfrentados pelas pessoas com deficiência.

A maxon está envolvida na Cybathlon como Gold Partner e também apoia equipas locais. Uma destas equipas provém da Universidade Técnica de Berlim. Juntamente com o SEI, uma iniciativa para estudantes de engenharia socialmente comprometidos, o Departamento de Engenharia Médica lançou o RISE (Research and Innovation in Student Exoskeleton Development) como um módulo inovador e orientado para a prática. O RISE tem como objetivo ajudar as pessoas com paraplegia a andar.

O exoesqueleto é desenvolvido e otimizado de raiz por equipas transdisciplinares de mais de 40 alunos. O objetivo é desenvolver um exoesqueleto competitivo para o Cybathlon 2024. Lukas Schneidewind, líder de equipe e pesquisador associado do Departamento de Engenharia Médica, nos dá uma visão mais profunda do projeto.

Lukas, você poderia nos contar um pouco mais sobre a RISE e a ideia por trás dela?

Lukas Schneidewind: A equipa RISE (Research and Innovation in Student Exoskeleton Development) tem vindo a trabalhar entusiasticamente no desenvolvimento e construção de um exoesqueleto para pessoas com paraplegia desde 2022. Nosso objetivo é participar do CYBATHLON internacional na ETH Zurique de 25 a 27 de outubro de 2024, com esta tecnologia.

Que desafios técnicos enfrenta este projeto?

Lukas Schneidewind: Existem vários: Em geral, a complexidade do desenvolvimento global, incluindo a necessidade de garantir a segurança e robustez de todas as subfunções. Começa com o processo elaborado de identificação dos requisitos do sistema. Os requisitos devem primeiro ser definidos a partir da estaca zero. Os desafios abrangem uma variedade de áreas técnicas e centradas no utilizador. Muitos tópicos precisam ser abordados simultaneamente, incluindo fonte de alimentação móvel, eletrônica de potência, dissipação de calor, capacidade de desempenho, construção leve, infraestrutura de software e comunicação, modelagem de controladores, bem como facilidade de uso e intuição.

Um grande desafio do Cybathlon deste ano é que alguns obstáculos agora exigem que os exoesqueletos tenham um controle de equilíbrio estável. Isso leva a algumas novas tarefas técnicas, como aumentar os graus de liberdade para executar movimentos corretivos.

Como os motores maxon são usados aqui?

Lukas Schneidewind: Os motores formam o núcleo do conjunto propulsor e devem ser tão compactos e potentes quanto possível para permitir alta dinâmica para nossos oito graus de liberdade, apesar do baixo peso.

Por que você decidiu usar motores maxon?

Lukas Schneidewind: maxon não é apenas conhecido dentro da comunidade Cybathlon, mas também usado em várias aplicações de alta tecnologia já. Uma gama de aplicações de prestígio, de diferentes exoesqueletos a rovers de Marte, são a prova da confiabilidade e qualidade dos motores. Além disso, a maxon tem uma rede forte, o que permitiu uma colaboração perfeita com a Ovalo, nosso fabricante de redutores.

Como está estruturada a sua equipa atualmente?

Lukas Schneidewind: Temos uma hierarquia plana com um nível de gestão muito enxuto composto por alguns indivíduos supervisionando o projeto. Essencialmente, nossa organização divide nossos mais de 40 alunos diligentes em cinco departamentos: Design, Engenharia Elétrica, Engenharia de Controle, Interação Homem-Máquina e Biomecânica, que englobam um total de 13 equipes.

Alguns participantes vêm desenvolvendo e otimizando seus exoesqueletos há anos. Quais você acha que são suas chances como recém-chegados?

Lukas Schneidewind: Seria claro que seria presunçoso esperar ganhar na primeira tentativa. Nossa equipe começou em uma folha em branco em outubro de 2022. Concluir o desenvolvimento de um sistema dentro de dois anos é uma tarefa colossal. Estamos em um bom caminho, e o objetivo principal é levar o exoesqueleto até a linha de partida. Não é grande coisa, se tivermos de ultrapassar alguns obstáculos no final. Por outro lado, as mudanças nos obstáculos e o controlo de equilíbrio necessário representam um novo grande desafio para quase todas as equipas. Por vezes, modificar os sistemas existentes pode ser mais complexo do que desenvolvê-los a partir do zero. Embora estas equipas beneficiem, naturalmente, da sua experiência anterior.

Perspetiva: Primeiro, a participação no Cybathlon, e depois?

Lukas Schneidewind: Essa é uma boa pergunta, provavelmente umas férias primeiro. Mas, claro, vamos continuar e procurar consolidar a nossa equipa de estudantes recém-formada e deixá-la ser gerida de forma mais autónoma. Já iniciamos este processo no semestre passado com um workshop de projeto liderado por alunos, de modo que nós, como departamento, agora fornecemos apenas suporte técnico e espaços de trabalho e podemos usar o exoesqueleto como plataforma de pesquisa.