Muskler til at tage på

Forskere ved ETH Zürich har udviklet en bærbar exomuskel lavet af stof - en slags ekstra muskellag. Det er designet til at give mennesker med begrænset mobilitet mere styrke og udholdenhed i overkroppen.

"Jeg bliver bare mere og mere svag i mine arme," siger Michael Hagmann, som i 2016 fik konstateret Bethlem myopati, en sjælden muskelsygdom. For at kompensere for den manglende muskelstyrke i armene laver Hagmann undvigende bevægelser i hverdagen, hvilket igen fører til akavet kropsholdning og spændinger. Marie Georgarakis, en tidligere ph.d.-studerende ved Sensory-Motor Systems Lab på ETH Zürich, genkender problemet. "Der findes nu mange gode terapiapparater på klinikkerne. Men de er ofte meget dyre og store. På den anden side er der færre tekniske hjælpemidler, der støtter patienterne direkte i deres hverdag, og som de også kan bruge til at træne derhjemme. Det hul vil vi gerne lukke," siger Georgarakis.

Så meget kraft som nødvendigt

Denne idé gav anledning til Myoshirt, et blødt, bærbart exomuskel til overkroppen. Den består af en slags vest med manchetter til overarmene og en lille kasse, som indeholder al den teknologi, der ikke er brug for direkte på kroppen. Sådan fungerer det: En intelligent algoritme bruger sensorer i stoffet til at genkende, hvilken slags bevægelse bæreren ønsker at udføre, og hvor meget kraft der kræves for at gøre det. En motor forkorter derefter et kabel, der løber i stoffet parallelt med musklerne - en slags kunstig sene - og understøtter dermed bevægelsen. Støtten er altid i harmoni med den bevægelse, brugeren udfører, og kan tilpasses individuelle præferencer. Brugeren er altid i kontrol og kan til enhver tid tilsidesætte enheden.

Mere udholdenhed takket være exomusklen

Forskerne har nu testet denne første prototype for første gang i en undersøgelse med 12 testpersoner - ti raske mennesker, en person med en muskelsvaghed (Michael Hagmann) og en person med en rygmarvsskade. Resultaterne er lovende: Alle deltagerne var i stand til at løfte deres arme og/eller genstande i meget længere tid takket være exomusklen. Udholdenhedstiden steg med omkring en tredjedel hos de raske deltagere, hos deltageren med muskelsvaghed steg den med 60 procent, og testpersonen med rygmarvsskade var endda i stand til at udføre øvelserne i tre gange så lang tid. Deres egne muskler blev mindre belastede, og langt de fleste af testdeltagerne fandt også apparatet intuitivt at bruge.

Test og forbedr sammen med de berørte  

Vejen til et markedsklart produkt er dog stadig lang: "I næste trin vil vi teste vores prototype uden for laboratoriet i fremtidige brugeres naturlige miljø og bruge disse resultater til at forbedre enheden yderligere," siger Michele Xiloyannis, som også arbejder på Sensory-Motors Systems Lab på ETH Zürich og forsker i Myoshirt. For at sikre, at enheden en dag kan bæres usynligt og komfortabelt under tøjet, skal den blive endnu mindre og lettere - i dag vejer drev- og kontrolboksen stadig fire kilo. For at opnå et maksimalt reduceret produkt vil forskerne fortsætte med at fokusere på en kernefunktion - at støtte skulderen, når armene løftes. De arbejder også tæt sammen med ETH spin-off MyoSwiss AG, som fremstiller og markedsfører et blødt exoskelet - en slags robotdragt til at støtte benene. "Jeg kan især godt lide, at forskerne udvikler deres ideer iterativt sammen med de potentielle brugere," siger Michael Hagmann, som allerede har testet og været med til at udvikle forskellige tekniske hjælpemidler fra ETH fra prototype til færdigt produkt. For én ting står klart for ham: Han vil gerne være aktiv i fremtiden, og her er teknisk support praktisk.

Kilde: Bærbare muskler | ETH Zürich (01.09.2022)