Vlaanderen innoveert in geavanceerde assistieve technologieën. Doet u mee?

Forum

Vlaanderen innoveert in geavanceerde assistieve technologieën. Doet u mee? 26 september 2011 FaBeR – KU Leuven

Overzicht van posters en demo’s

Laatste update: 20 september 2011

Forum “Vlaanderen innoveert in geavanceerde assistieve technologieën. Doet u mee?”

Overzicht 1

IWT-SBO-projectaanvraag: Intelligent Active Lower limb Orthosis (P) ............................................................3

2

Musculoskeletale modellering en simulatie van de menselijke beweging (P) .................................................3

3 Optimalisatiegebaseerd robotprogrammeren: een opportuniteit voor de volgende generatie biomedische robotassistenten? (P) ...............................................................................................................................................3 4 Gebruikersspecifieke navigatie-assistentie voor elektrische rolstoelbesturing in FP7 EU-project RADHAR (P + D) ..........................................................................................................................................................................4 5

Motion Analysis & posture Laboratory Leuven (D) ..........................................................................................4

6

Geavanceerde Assistieve Technologieën van Robotics & Multibody Mechanics Research Group (4xP) ........5

7

Geavanceerde Assistieve Technologieën van Dept. Menselijke Fysiologie (3xP) ............................................7

8

Reinforcement learning for continuous control (P+D) .....................................................................................8

9

Mobilab: partner in innovatie assisitieve technologie (3xP) ............................................................................9

10

Versneld ontwikkelen en introduceren van marktrijpe exoskeletons in Vlaanderen (3xP) ...................... 10

11

Een exoskelet voor fundamenteel onderzoek van de menselijke gang (P)............................................... 11

12

Individualized robot-assisted training for MS- and stroke patients with I-TRAVLE (P + D) ....................... 11

13

Assistieve technologie aan Groep T Hogeschool Leuven (P) ..................................................................... 12

14

Medische toepassingen @ Sirris (P+D) ...................................................................................................... 12

Forum 26 september 2011

Poster & demo beschrijving

2/12


1

IWT-SBO-projectaanvraag: Intelligent Active Lower limb Orthosis (P)

Kennisinstelling

KU Leuven – VUB - KHK

Contactpersoon

Prof. dr. ir. Joris De Schutter

Email

[email protected]

Website

-

Beschrijving

De academische partners K.U.Leuven, V.U.B. en K.H.K. en de zorginstellingen Nationaal Multiple Sclerose Centrum en Hof ter Schelde bereiden samen een aanvraag van een IWTSBO-project (Strategisch Basis Onderzoek) voor rond de ontwikkeling van een intelligente actieve orthese voor de onderste lidmaten (exoskeleton). Uitgangspunt hierbij is dat de huidige exoskeletons op vele vlakken niet voldoen en dat basisonderzoek, zowel technologisch als klinisch, nodig is ter verbetering van de gangbare concepten en aanpakken. Deze poster stelt het consortium en de onderzoeksdoelstellingen voor.

2

Musculoskeletale modellering en simulatie van de menselijke beweging (P)

Kennisinstelling

KU Leuven - PMA – FaBeR

Contactpersoon

Friedl De Groote

Email

[email protected]

Website

http://www.mech.kuleuven.be/ http://faber.kuleuven.be/english/research/dep2/mcn/NMBL-E/index.htm

Beschrijving

Aan de hand van musculoskeletale modellen kan de menselijke beweging gesimuleerd worden. Dergelijke simulaties laten toe om het verband tussen de beweging, en de onderliggende spierkrachten en contactkrachten in de gewrichten die beiden niet experimenteel meetbaar zijn te bestuderen. Verder is het mogelijk om in een simulatieomgeving het effect van assistieve technologieen op de beweging en onderliggende krachten te bestuderen.

3

Optimalisatiegebaseerd robotprogrammeren: een opportuniteit voor de volgende generatie biomedische robotassistenten? (P)

Kennisinstelling

KU Leuven – PMA

Contactpersoon

Wilm Decré



3/12


Email

[email protected]

Website

http://www.mech.kuleuven.be/

Beschrijving

Deze poster stelt een generieke optimalisatiegebaseerde robotprogrammeertechniek voor en hoe deze kan toegepast worden bij biomedische robotassistenten. De techniek is erop gericht om meer complexe, en mogelijk sensorgebaseerde, robottaken op een systematische manier te implementeren dan mogelijk met traditionele methodes. Een pilootstudie rond robotgeassisteerde training van reikbewegingen door twee chronische CVA-patiënten is uitgevoerd en illustreert een aantal mogelijkheden van de techniek. De eerste resultaten lijken bovendien veelbelovend voor het potentieel van robotgeassisteerde training. Een pre-post evaluatie toont een verhoogde sterkte en mobiliteit van het bovenlichaam en een verbeterde reikgeometrie en -snelheid bij beide patiënten.

4

Gebruikersspecifieke navigatie-assistentie voor elektrische rolstoelbesturing in FP7 EU-project RADHAR (P + D)

Kennisinstelling

KU Leuven - PMA

Contactpersoon

Emmanuel Vander Poorten

Email

[email protected]

Website

http://www.radhar.eu/

Beschrijving

RADHAR ontwikkelt technologie om navigatiesystemen online te tunen naar de noden van de specifieke gebruiker. Gebruik makend van omgevings- en gebruikersspecifieke informatie en modellen volgt het systeem de evolutie van de gebruiker en veranderingen in de omgeving op, schat het de navigatie-intentie van de gebruiker en helpt het actief bij het realiseren van die intentie. Met elektrische rolstoelnavigatie als concrete toepassing beogen K.U.Leuven en haar Europese partners elektrische rolstoelen toegankelijker en veiliger te maken voor mensen met fysische en cognitieve beperkingen. Deze poster schetst de opzet van RADHAR in meer detail en geeft een overzicht van de resultaten die geboekt werden tijdens het eerste jaar van dit Europees Project.

5

Motion Analysis & posture Laboratory Leuven (D)

Kennisinstelling

KU Leuven – Faber – MALL

Contactpersoon

Dr. Ilse Jonkers

Email

[email protected]

Website

http://faber.kuleuven.be/MALL/mall.php



4/12


Beschrijving

6

Het MALL biedt een unieke combinatie van 2 state-of-the-art laboratoria voor de analyse van de beweging enerzijds en houding anderzijds. Het biedt essentiële infrastructuur tot de kern onderzoeksinteresse van zowel het departement Biomedische Bewegings-en Revalidatiewetenschappen om beter inzicht te verwerven in de menselijke beweging in gezondheid en ziekte, met toepassingen die reiken van topsportprestaties tot revalidatie. Het bewegingslabo integreert apparatuur om driedimensionale beweging, krachten en spieractivatie op te meten tijdens groot motorische functies (gaan, lopen, springen etc). Een geïnstrumenteerde split-belt loopband laat toe het gangpatroon te bestuderen in condities waarbij de snelheid van beide benen onafhankelijk gecontroleerd wordt. Daarnaast integreert het houdingslabo apparatuur om driedimensionale beweging, krachten en spieractivatie op te meten tijdens geperturbeerde statische en dynamische houdingstaken. Voor deze laatste is een CAREN-platform aanwezig dat toelaat gecontroleerde perturbaties op te leggen tijdens een posturale taak, uitgevoerd binnen een virtuele realiteitsomgeving. Tijdens deze demo worden de verschillende componenten van infrastructuur toegelicht: (i) 16 camera Vicon systeem (Oxford Metric, UK) om driedimensionale segmentaire beweging op te meten tijdens beweging (ii) 5 krachtenplatformen (AMTI, USA) om grondreactiekrachten tijdens de beweging op te meten (iii) 24 kanaals draadloos EMG systeem (Aurion, It) om spieractiviteit op te meten door gebruik te maken van oppervlakte-electromyografie. (iv) Een geïnstrumenteerde loopband ((Forcelink, NL)) in het bewegingslabo meet eveneens de 3D krachtprofielen. (v) Het Caren platform (Motek Medical, NL) is een 6DOF motion base dat toelaat perturbaties uit te voeren in rotatie en translatie.

Geavanceerde Assistieve Technologieën van Robotics & Multibody Mechanics Research Group (4xP)

Kennisinstelling

VUB – MECH

Contactpersoon

Prof. Dr. ir. Dirk Lefeber

Email

[email protected]

Website

http://mech.vub.ac.be/robotics.htm

Beschrijving

ALTACRO: Staprevalidatierobot met Soepele Actuatoren Revalidatie van patiënten met neurologische aandoeningen, zoals na een beroerte, gedeeltelijke dwarslaesie van het ruggenmerg of traumatische hersenaandoening is een langdurig, arbeidsintensief proces. Herhaaldelijk uitvoeren van taakgerichte bewegingen kan de motoriek van patiënten met neurologische aandoeningen verbeteren. Door toepassing van robotica kunnen therapieën voor staprevalidatie langer, intensiever en met een hogere frequentie toegepast worden. Binnen de onderzoeksgroep



5/12


R&MM van de VUB wordt een geavanceerde staprevalidatierobot (ALTACRO) ontwikkeld. Innovatieve kenmerken van deze soepel geactueerde robot zijn onder andere het gebruik van enkel-actuatie en het feit dat het gewicht van de patiënt via het exoskelet naar de grond afgeleid wordt. Deze kenmerken zorgen voor een erg realistische stapervaring en laten bv. ook toe om specifiek op evenwicht te trainen, wat algemeen erkend wordt als een essentieel onderdeel van staprevalidatie. KNEXO: Geactueerde Knie Orthese voor Staprevalidatie KNEXO is een geactueerde die lichtgewicht, intrinsiek soepele actuatoren met hoge krachtsoutput combineert met een specifiek ontwikkelde controlestrategie die een veilige en begeleiding van de knie doorheen een gewenst kniehoektraject mogelijk maakt. KNEXO werd ontwikkeld om controle- en actuatieconcepten die in de staprevalidatierobot ALTACRO zullen toegepast worden op kleinere schaal te testen en te verfijnen. De intrinsieke veiligheid en het effect van het gebruik van KNEXO op het stappatroon en het spiergebruik werden onderzocht en geanalyseerd aan de hand van uitgebreide tests met gezonde proefpersonen. Daarna is KNEXO ook met twee patiënten getest, met positieve resultaten. AMPFOOT: Passieve Enkel-Voet Prothese Mensen die gebruik maken van een onderbeenprothese compenseren het verlies van hun onderbeen met een aangepast stappatroon. Dit verhoogt het metabolisch energieverbruik en leidt op lange termijn vaak tot overbelasting van gewrichten, pezen en bepaalde spiergroepen. Onderzoek naar onderbeenprothesen die dichter aansluiten bij hun biologische equivalent is dus belangrijk. De AMPFOOT is een passieve enkel-voet prothese die energie opslaat tijdens de fase van de stap waarin de enkel bij normale gang energie absorbeert, en ze weer vrijgeeft tijdens de fase wanneer de enkel bij normale gang energie levert. Door gebruik van variabele overbrenginsverhouding wordt het gedrag van een gezond enkelgewricht hierbij zo dicht mogelijk benaderd. Actuatoren met Aanpasbare Intrinsieke Soepelheid Met het oog op het ontwikkelen van een nieuwe generatie robots die fysiek samenwerken met de mens en onze leef- en werkruimte delen is onderzoek naar soepele actuatie een hot topic. Soepele actuatie is een belangrijke element in ontwikkelen van robots die “compatibel” zijn met de mens en zijn omgeving. Soepele actuatoren kunnen ook zorgen voor een verhoogde energie-efficiëntie en robuustheid van robots en mechanische systemen. De onderzoeksgroep R&MM van de VUB is reeds jaren bezig met het onderzoek naar en het gebruik van actuatoren met aanpasbare soepelheid. Zo werden opeenvolgende generaties de Geplooide Pneumatische Artificiële Spier (GPAS) ontwikkeld. De GPAS is een pneumatische lichtgewicht actuator die zeer hoge krachten kan ontwikkelen. Ook werd de MACCEPA ontwikkeld, een elektrische soepele actuator die erg eenvoudig te bouwen is en waarvan soepelheid en evenwichtspositie volledig onafhankelijk in te stellen zijn. De robots ontwikkeld binnen het lab zijn allen aangedreven door dergelijke soepele actuatoren: de stappende robots Lucy en Veronica, de staprevalidatierobots ALTACRO en KNEXO, de veilige manipulator SOFTARM en de sociale robot PROBO voor robot assisted



6/12


therapies voor kinderen (autisme, ADHD, pijn).

Figuur 1: Robots ontwikkeld binnen R&MM-VUB: (van links naar rechts) Knexo, Veronica, Maccepa, Softarm, AMPfoot, Lucy, Probo en PPAM.

7

Geavanceerde Assistieve Technologieën van Dept. Menselijke Fysiologie (3xP)

Kennisinstelling

VUB - MFYS

Contactpersoon

Prof. Dr. Romain Meeusen

Email

[email protected]

Website

http://www.vub.ac.be/MFYS/

Beschrijving

Kinematic and electromyographic properties of robot-assisted walking with a unilateral knee exoskeleton Determinants of gait training involve task-specificity, repeatability, but also variability, intensity and self-initiative. It seems to be primarily the effort of the subject that drives mechanisms of neuroplasticity. A robotic gait orthosis should therefore be a compliant device that is able to interact with the subject to provide assistance-as-needed. To reduce the scale and complexity of the problem of compliant and safe human-robot interaction, a unilateral knee exoskeleton powered by pleated pneumatic muscles (KNEXO) has been



7/12


developed with built-in compliance. This prototype was used to study the effects of compliant human- robot interaction on kinematics and muscle activity during gait in healthy subjects. Knaepen K., BeyL P., Duerinck S., Hagman F., Lefeber D., Meeusen R. Kinematic response to robot-assisted gait in an individual with multiple sclerosis In persons with multiple sclerosis (MS) it is well-known that gait function declines over time. After KNEXO was validated as a safe and compliant gait orthosis in healthy subjects in a previous study [Beyl et al., 2009&2010], the goal of the present study was to determine the efficacy of the assist-as-needed function of the device during assisted treadmill walking in a person with secondary progressive multiple sclerosis (SPMS) and impaired right knee function. Knaepen K., BeyL P., Fontenelle V., Duerinck S., Hagman F., Lefeber D., Meeusen R. Movement-related cortical potentials of self-paced treadmill walking Walking is a complex process that involves an accurate interaction between supraspinal centers, central pattern generators and multi-sensory peripheral sources. Up to now, measuring cortical activity during walking (as opposed to imaginary walking, gait initiation or lower limb movements) has been challenging due to upper limb and head movements. The use of active electroencephalography (EEG) electrodes combined with source localization techniques could counteract these challenges and allow for the assessment of brain activity during complex movements. The purpose of this study was to determine movement-related cortical potentials related to self-paced treadmill walking in healthy subjects. Understanding cortical processes during walking is crucial for further development of evidence-based methods for human gait rehabilitation Knaepen K., Fernandez H., Meeusen R.

8

Reinforcement learning for continuous control (P+D)

Kennisinstelling

VUB – Computational Modeling Lab (COMO)

Contactpersoon

Matteo Gagliolo

Email

[email protected]

Website

http://como.vub.ac.be/

Beschrijving

Reinforcement Learning (RL) technieken stellen een autonome leerling in staat om tijdens het uitvoeren van een taak in een ongekende en mogelijk stochastische omgeving, zelf te leren welke van de beschikbare acties het meeste kunnen bijdragen tot het maximaliseren van een scalair beloningssignaal. Hiervoor maakt de leerling, of agent, geen gebruik van een leraar die aanduidt welke de optimale acties zijn gegeven een bepaalde situatie (supervised learning), maar van een leraar die aangeeft of de gekozen actie goed of slecht was. RL kan worden aangewend voor het regelen van systemen die gebruik maken van continue acties, zelfs als er geen referentie signaal beschikbaar is. Omwille van deze



8/12


eigenschappen wordt RL steeds vaker toegepast in zowel robotica als controle problemen.

9

Mobilab: partner in innovatie assisitieve technologie (3xP)

Kennisinstelling

Katholieke Hogeschool Kempen – MOBILAB

Contactpersoon

Prof. Dr. Louis Peeraer

Email

[email protected]

Website

www.mobilab-khk.be

Beschrijving

MOBILAB: Multidisciplinair Onderzoekslaboratorium Biomedische- en Revalidatietechnologie Met drie grote onderzoekslijnen; orthopedische-, revalidatie- en biomedische technologie , een team van 29 onderzoekers, en een state of the art bewegingslaboratorium (3D kinematica, krachten drukverdelingsplatformen, draadloze meting spieractiviteit, dynamische -49Hz- topografische scanner) en volledig uitgeruste mechanische en orthopedische werkplaatsen is Mobilab in nauwe samenwerking met KMO’s en industrie sinds 5 jaar een gedegen partner in innovatie op het vlak van assistieve technologie. Mobilab heeft daarvoor een solide basis, ondermeer door de expertise en ervaring van KH Kempen personeel in de opleidingen master in de industriële wetenschappen (biomedische technologie) en orthopedische technologie: een unieke opleiding gezamenlijk voor Vlaanderen en Nederland.

ACTOR: actief adaptief orthesegewricht ter controle van spasticiteit en contracturen De vergrijzing van onze bevolking betekent meteen ook de toename van het aantal ouderdomsgerelateerde aandoeningen. CVA (Cerebro Vasculair Accident - hersenbloeding) vormt daarbij een belangrijke toekomstige uitdaging, in het bijzonder door de moeilijk te behandelen spasticiteit van spieren en de contracturen die er vaak mee gepaard gaan. Technologische innovatie zal noodzakelijk zijn om kwaliteitszorg te behouden, te verbeteren en deze tegelijk betaalbaar te houden. In dit IWT100134-Tetra project wordt een orthesegewricht ontwikkeld dat actief en adaptief reageert overeenkomstig de nieuwste behandelstrategieën en inzichten, op basis van informatie uit sensoren in de orthese en sensoren aangebracht op het lichaam. In eerste instantie werd gekozen voor het ellebooggewricht. De technologie zal op basis van de opgedane ervaring uitgebreid worden naar andere gewrichten en aandoeningen waar spasticiteit voorkomt. OVERASII: een robot loopsimulator voor het testen van mechanische- en functionele karakteristieken van verantwoord sport- en vrijetijdsschoeisel. U loopt toch ook om langer fit en gezond te blijven? Maar loopt u wel met voor u geschikt en verantwoord schoeisel? Kent u de mechanische karakteristieken van de loopschoenen die u kocht?



9/12


In het IWT090181-Erasme project wordt een loopsimulator gebouwd waarbij een industriële robot (KUKA KR210) een artificiële voet met loopschoen afrolt over een (beveiligd) krachtenplatform. De kinematica van de loopbeweging wordt opgelegd waarbij realistische grondreactiekrachten gegenereerd worden tijdens de afrolbeweging. Verschillende looppatronen worden opgelegd op basis van in het bewegingslaboratorium opgemeten kinematica bij mannen en vrouwen met verschillende voettypes. Een intensieve samenwerking met de belangrijkste producenten van sportschoeisel zal er toe leiden dat de keuze van geschikt sportschoeisel in de nabije toekomst op een verantwoorde wijze kan gebeuren.

10 Versneld ontwikkelen en introduceren van marktrijpe exoskeletons in Vlaanderen (3xP) Kennisinstelling

In-Ham i.s.m.Centrum Assistieve Technologie (KHBO)

Contactpersoon

Bernard Pauwels (In-Ham) en Joke Dessin (KHBO)

Email

[email protected] [email protected]

Website

www.in-ham.be

Beschrijving

In-HAM is vertegenwoordiger van het middenveld tussen overheid, zorginstellingen, kennisinstellingen en industrie. In samenwerking met het Centrum Assistieve Technologie (een multidisciplinair kennis- en expertisecentrum in Assistieve Technologie, opgestart vanuit KHBO) willen zij een ondersteunende basis vormen, waardoor Vlaamse bedrijven gestimuleerd worden om op korte termijn toe te treden tot de markt van deze geavanceerde assistieve technologieën. Het doel van deze workshop is het opzetten van een samenwerkingsverband voor het versneld introduceren van exoskeletons in Vlaanderen, gebruik makend van een breed gamma aan bestaande ontwikkelingen en marktintroducties in binnen- en buitenland. Het aanwezig zijn van exoskeletons is de beste basis om de mogelijkheden en beperkingen te kennen, deze onder de aandacht te brengen, en de drempel tot gebruik te verlagen. Door een systematische innovatieve kijk op wat er bestaat en door analyse van welke noden dit kan lenigen, worden nieuwe marktopportuniteiten gezocht. Door het combineren van wat bestaat met de lokale onderzoeks-, ontwikkelings-, productie-, en implementatie- capaciteit willen we evolueren van "exoskeletons in vlaanderen", naar "exoskeletons uit vlaanderen". Tijdens deze sessie maakt u kennis met de belangrijkste reeds bestaande exoskeletons en toepassingsgebieden en verkent u de opportuniteiten voor uw bedrijf.



10/12


11 Een exoskelet voor fundamenteel onderzoek van de menselijke gang (P) Kennisinstelling

Ugent – Vakgroep Bewegings- en sportwetenschappen; Laboratorium voor bewegingsleer

Contactpersoon

Philippe Malcolm - Samuel Galle

Email

[email protected] - [email protected]

Website

http://www.ugent.be/ge/bsw/nl/onderzoek/biomechanica

Beschrijving

Verschillende groepen ontwikkelen momenteel actieve enkel-voet-exoskeletten voor gebruik bij klinische populaties maar ook als middel voor fundamenteel onderzoek over locomotie. In het labo voor bewegingsleer van de UGent hebben we sinds enkele jaren een dergelijk pneumatisch aangedreven enkel-voet-exoskelet met footswitchsturing. We geven hier een overzicht van enkele onderwerpen die hiermee bestudeerd werden namelijk: de motorische controle van de overgang van wandelen naar lopen, het effect van optimalisering van de actuatietiming op metabole kost en het verloop van gewenning bij langdurig wandelen met het exoskelet. Als conclusie stellen we dat het exoskelet een bruikbaar hulpmiddel is om hypothesen in verband met de menselijke gang op een nieuwe manier experimenteel te testen

12 Individualized robot-assisted training for MS- and stroke patients with I-TRAVLE (P + D) Kennisinstelling

Uhasselt- BIOMED; EDM

Contactpersoon

Prof. Peter Feys (BIOMED) ; Prof. Karin Coninx (EDM)

Email

[email protected]; [email protected]

Website

http://www.phl.be/eCache/DEF/7/016.html

Beschrijving

I-TRAVLE. Individualised technology-supported and robot-assisted virtual learning environment. The I-TRAVLE system was developed for upper limb rehabilitation of persons with MS and stroke within an Interreg IV project entitled ‘Rehabilitation Robotics II” led by REVAL, PHL Hasselt. The consortium consisted of 8 partners (4 B, 4 NL) with backgrounds in humancomputer interaction (EDM UHasselt, TUe), rehabilitation sciences and physiotherapy (BIOMED UHasselt & PHL, RMSC, Adelante, Blixembosch rehabilitation centers) and movement sciences (UM, FABER KULeuven). The I-TRAVLE enables patients with neurological conditions to practice independently according to therapeutic principles, as well as to evaluate movement performance.



11/12


13 Assistieve technologie aan Groep T Hogeschool Leuven (P) Kennisinstelling

Groep T

Contactpersoon

Dr. ir. Kathleen Denis

Email

[email protected]

Website

www.groept.be

Beschrijving

Deze poster geeft een overzicht van de aanwezige expertise binnen het docententeam en van de studentenprojecten van Groep T Hogeschool Leuven in het domein van deze geavanceerde technologie.

14 Medische toepassingen @ Sirris (P+D) Kennisinstelling

Sirris

Contactpersoon

Filiep Vincent – Bart Neels

Email

[email protected] – [email protected]

Website

www.sirris.be

Beschrijving

Sirris, het collectief centrum van de Belgische technologische industrie, heeft verschillende expertises in huis die bij het ontwerpen en vervaardigen van medische producten kunnen ingezet worden. Deze poster en demo geven een overzicht van deze expertises toegepast in verschillende industriële en onderzoeksprojecten.



12/12

Vlaanderen innoveert in geavanceerde assistieve technologieën. Doet u mee?

Recommend Documents