Design MARCH IV

 

De MARCH IV is het vierde prototype in de serie van MARCH exoskeletten. Het ontwerp van het pak is op 24 april 2019 gepresenteerd door het vierde team van Project MARCH.

Enkele belangrijke verbeteringen zijn het heupgewricht dat zijwaarts kan bewegen, een grote software update en drukzolen die onderzoek naar balans mogelijk maken. Naar verwachting zal het complete exoskelet in de zomer van 2019 onthuld worden. Vervolgens zal mee worden gedaan aan de Cybathlon Experience in september 2019. Het jaar daarna werkt het vijfde team van Project MARCH door aan het vierde exoskelet om die te verbeteren in aanloop naar de Cybathlon in mei 2020.


Benieuwd naar de gehele presentatie van het ontwerp? Klik dan hier (https://youtu.be/UC1nYerdwLY) om de design presentatie van 24 april terug te zien.

 
walking_short_gif.gif
 
newmotion_lowerquality_gif.gif

ZIJWAARTSE BEWEGING

MARCH IV is het eerste MARCH exoskelet waarbij zijwaartse beweging van de heup mogelijk is. De toevoeging van dit gewricht zorgt voor extra bewegingsvrijheid. Op korte termijn zal de heup helpen bij een obstakel van de Cybathlon waarbij het exoskelet over een schuine helling moet lopen. Op lange termijn zou de heup kunnen helpen om het lopen met het exoskelet stabieler en natuurlijker te maken. 

footsoles_lowquality_gif.gif

BALANCE

In de MARCH IV is de voetzool uitgebreid naar drie verschillende lagen: een laag voor comfort, een laag die de ondersteunende basis vormt en een laag met druksensoren. De laag met druksensoren meet hoe het exoskelet met gebruiker op de grond staat. Er wordt op die wijze data verzameld waarmee onderzoek kan worden gedaan naar de balans van het exoskelet. Een andere plek waar sensoren terugkomen die in de toekomst kunnen bijdragen aan de balans van het exoskelet is het bovenlichaam van de gebruiker. Hier worden sensoren geplaatst die meten wat de positie van het bovenlichaam is. Deze informatie kan uiteindelijk helpen om beter de beweging van de gebruiker met het exoskelet te bepalen.

Dit kan op langere termijn bijdragen aan een belangrijke wens van gebruikers: een exoskelet waarbij de krukken niet meer nodig zijn. 

upperleg_lowquality_gif.gif

COMPACT FIT

Huidige exoskeleten worden nog regelmatig als groot bestempeld. Één van de lange termijn doelen is om het exoskelet steeds kleiner en lichter te maken. Dit zal bijdragen aan het gebruiksgemak. Zo kan een kleiner en lichter exoskelet bijvoorbeeld makkelijker worden meegenomen in de auto.

In de MARCH IV is er op verschillende manieren gewerkt aan het bereiken van dit doel. Zo huizen de bovenbenen bijna het dubbele aan elektronica ten opzichte van het voorgaande model. Het bovenbeen is daarmee een compact pakketje geworden. Daardoor is de electronica een belangrijke beperking voor het verkleinen van het exoskelet. Om toch stappen te kunnen maken zijn er twee oplossingen die we met de MARCH IV hebben benut. De eerste is het vervangen van functionaliteit van de elektronica met software. De tweede oplossing is het kleiner en efficiënter maken van de elektronica.  Een goed voorbeeld hiervan is het Power Distribution Board (PDB). Het PDB is de electronica die alle energie verdeeld over het hele exoskelet. Door kleinere componenten te gebruiken en beide kanten van de printplaat te benutten is het oppervlakte van het PDB 20% afgenomen en is hij bovendien een stuk platter ten opzichte van zijn voorganger.

lowerleg_lowerquality_gif.gif

MODULAR

Voorheen hadden de metalen botten van het MARCH exoskelet verschillende functies waardoor er een complexe vorm nodig was. De complexe metalen vorm was relatief moeilijk te produceren. In de MARCH IV is daarom gekeken hoe de botten simpeler konden worden gemaakt, het antwoord daarop was modulariteit. Het bot is in de MARCH IV opgedeeld in verschillende stukken. Zo is er een metalen kern die de krachten door het exoskelet opvangt en zit daar een kunststof deel omheen dat de elektronica draagt. Het modulaire ontwerp zorgt er bovendien voor dat het vijfde MARCH team makkelijker verbeteringen kan doorvoeren.

Op de lange termijn draagt de modulariteit bij aan een exoskelet waarbij onderdelen makkelijk kunnen worden vervangen, op die manier is het exoskelet te personaliseren. Hierdoor zal het exoskelet bereikbaar worden voor een grotere groep gebruikers, van groot tot klein.

Backpack-Software.gif

FUTUREPROOF SOFTWARE

Een andere plek waar je modulariteit ziet terugkomen is de nieuwe software van het exoskelet. Hier is modulariteit toegepast om de huidige software ook in de komende jaren te kunnen blijven gebruiken. Vaak wordt software compleet weggegooid op het moment dat het niet meer begrijpbaar of bruikbaar is. Door modulariteit toe te passen op de software maak je van één complex systeem allemaal opgedeelde bouwblokken. Hierdoor kunnen teams in de komende jaren makkelijk software blokken toevoegen, vervangen of wegdoen. Het is daardoor dus niet meer nodig om compleet opnieuw te beginnen als er een belangrijke wijziging moet worden gedaan. 

Combineer modulariteit met overzichtelijke documentatie en goeie versiebeheer en je hebt een systeem dat toekomstige teams een hoop tijd gaat besparen.

elektronica_lowerquality_gif.gif

USER COMFORT

Net als voorgaande jaren hebben we de besturing van de gebruiker weer op het handvat van de kruk geplaatst. Het grote voordeel hiervan is dat de gebruiker niet de krukken, die essentieel zijn voor de balans, hoeft los te laten bij het bedienen van het exoskelet. Dit jaar zijn er wederom stappen gezet in de gebruiksvriendelijkheid van de besturing. Zo is het menu voor de gebruiker door simpele plaatjes en een verbeterde structuur makkelijker te navigeren.

Andere belangrijke plekken die het gebruiksgemak voor de gebruiker verbeteren zijn de contactpunten met het exoskelet. De contactpunten, of fixtures, in de MARCH IV zijn perfect op maat gemaakt voor de piloot. Dit verkleind de kans op wondjes door drukplekken, iets waar mensen met een dwarsleasie gevoelig voor zijn. De schoen heeft een compleet nieuw ontwerp gekregen waarbij de de complete binnenzool is vervangen met functionele lagen. De heup fixture is als een corset rondom de gebruiker gevormd waardoor de stabiliteit verbeterd is.

 

VIDEO DESIGN MARCH IV

 

 

 
 
NL | EN