Ανεξαρτησία και Κινητικότητα μέσω της Ρομποτικής – Πώς τα Εξοσκούτ Μπορούν να Βοηθήσουν Άτομα με Νόσο του Πάρκινσον

Ταπεινά αλλά Ζωής-Αλλαγτικά Εξωσκελετόν

Από τη δημοσίευση του κλασικού έργου του Heinlein Starship Trooper το 1959, η επιστημονική φαντασία πάντα επιθυμούσε να προβλέψει τη χρήση κινητής πανοπλίας που ονομάζεται ‘εξοσκούτ’ ή ‘εξωσκελετόν’. Στην πραγματικότητα, είμαστε ακόμη μακριά από ένα τέτοιο σύστημα που θα χρησιμοποιείται καθημερινά από κομψούς διαστημικούς πεζοναύτες.

Αλλά πιο ρεαλιστικές μορφές ρομποτικών εξωσκελετών έχουν πλέον αναπτυχθεί για να βοηθήσουν άτομα με περιορισμένη κινητικότητα ή να βοηθήσουν εργαζόμενους σε εργοστάσια και αποθήκες.

Ένα τέτοιο παράδειγμα είναι ένα νέο ρομποτικό εξοσκούτ σχεδιασμένο από τη Σχολή Μηχανικής και Εφαρμοσμένων Επιστημών του Χάρβαρντ John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences. Βοηθά τους ασθενείς με Νόσο του Πάρκινσον να επανακτήσουν τη κινητικότητα.

Πιο συγκεκριμένα, βοηθά στην επίλυση του προβλήματος του «πάγωματος του βήματος», που συμβαίνει όταν ένα βήμα διακόπτεται ξαφνικά από μια νευροεκφυλιστική νόσο. Αυτό μπορεί να μειώσει τη κινητικότητα, να προκαλέσει πτώσεις και ακόμη να εμποδίσει εντελώς τους ασθενείς με Πάρκινσον από το περπάτημα.

“Το ρομποτικό ένδυμα, που φοριέται γύρω από τους γοφούς και τους μηρούς, παρέχει ένα ήπιο σπρώξιμο στους γοφούς καθώς το πόδι κουνιέται, βοηθώντας τον ασθενή να επιτύχει μεγαλύτερο βήμα.”

Αυτή η μηχανική βοήθεια μπορεί να κάνει τους ασθενείς να περπατούν πιο μακριά, πιο γρήγορα και πιο εύκολα. Αυτή είναι η πιο πρόσφατη έκδοση της ρομποτικής τεχνολογίας του Biodesign Lab του Conor Walsh για υποβοήθηση της κινητικότητας.

Πηγή: Harvard

Προηγούμενα συστήματα έχουν δείξει ότι βοηθούν άτομα μετά από εγκεφαλικό, ασθενείς με ALS (Αμυοτροφική Πλευρική Σκλήρωση) και άλλες ασθένειες που επηρεάζουν τη κινητικότητα.

Γιατί Τώρα;

Ενώ τα πρωτότυπα τέτοιας ρομποτικής βοήθειας έχουν σχεδιαστεί για πάνω από μια δεκαετία, το βήμα της εμπορευματοποίησης και της ευρείας χρήσης είναι πολύ πιο κοντά σήμερα.

Ένας βασικός παράγοντας ήταν η ανάπτυξη πολύ πιο ισχυρών μπαταριών. Βοηθά να διατηρούνται τα ρομποτικά εξοσκούτ ενεργοποιημένα για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα, ενώ είναι επίσης πιο ελαφριά και λιγότερο ογκώδη.

Υπάρχουν επίσης προόδους με προηγμένα υλικά που μπορούν να λυγίζουν και να συστέλλονται όπως το βιολογικό μυ, περισσότερο από τις αρχικές προσεγγίσεις που χρησιμοποιούσαν πρωτόγονους κυλίνδρους και γρανάζια. Αυτό αποτελεί βασικό μέρος του εξοσκούτ του Χάρβαρντ, με ένα «μαλακό» σχεδιασμό που επιτρέπει πιο ομαλές κινήσεις και ελαφρύτερο βάρος.

Και, φυσικά, η ευρεία υιοθέτηση των smartphones επιτρέπει την άνετη χρήση εφαρμογών για την παρακολούθηση του εξοσκούτ.

Ένα Αναδυόμενο Αγορά

Η αγορά των εξωσκελετών εκτιμάται στο 523 εκατομμύρια δολάρια το 2022 και θα μπορούσε να αυξηθεί στα 2,2 δισεκατομμύρια δολάρια μέχρι το 2032, ή 15,5% CAGR. Προς το παρόν, καθοδηγείται από ιατρικές χρήσεις – κυρίως αποκατάσταση – μαζί με νευρολογικά ζητήματα. Η προστασία της σπονδυλικής στήλης από τραυματισμούς κατά τη διάρκεια ανύψωσης βαρέων βαρών είναι μια άλλη αναπτυσσόμενη αγορά. Μέχρι το τέλος της δεκαετίας του 2020, αυτή η χρήση των εξωσκελετών μπορεί να γίνει πολύ πιο συνηθισμένη.

Τα εξοπλισμένα με ενεργό παροχή δύναμης εξωσκελετά θα είναι πιθανώς το επόμενο βήμα, με ευρύτερη χρήση που είναι απίθανη πριν το 2030-2040 και μπορεί να οδηγήσει σε διάφορες βιομηχανικές και στρατιωτικές εφαρμογές.

Καινοτομία Με Ενέργεια

Ένα ακόμη βήμα στην καινοτομία των εξοσκούτ πιθανότατα θα προέλθει από την ενσωμάτωση άλλων καινοτομιών στα υπάρχοντα σχέδια.

Τεχνητή Νοημοσύνη (AI)

Με τις προόδους στη μηχανική μάθηση, η AI θα αποτελέσει ένα σημαντικό βήμα για την κατασκευή εξοσκούτ πιο αντιδραστικών και χρήσιμων. Αν η Boston Dynamics (τώρα μέρος της Hyundai – HYMTF) μπορεί να κάνει το ρομπότ Atlas να χορεύει και να κάνει backflip, ένα παρόμοιο εξοσκούτ με τεχνητή νοημοσύνη θα μπορούσε να βοηθήσει τον χρήστη του να παραμένει σταθερός και να κινείται άνετα.

Πηγή: Boston Dynamics

Μόλις η τεχνολογία ωριμάσει πλήρως, κάποιοι φαντάζονται λύσεις όπως το Atlas να μπορεί να περπατά για παράλυτους ή αμαυρωμένους, αντικαθιστώντας εντελώς τις αναπηρικές καρέκλες. Περιορισμένα εξοσκούτ, για παράδειγμα που αντικαθιστούν μόνο ένα πόδι, θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν παρόμοια χωρίς να φτάσουν στο επίπεδο ενός πλήρους βιονικού εμφυτεύματος.

Προσθετική Κατασκευή

Μια άλλη χρήσιμη τεχνολογία θα είναι η τρισδιάστατη εκτύπωση / προσθετική κατασκευή. Αυτή μπορεί αρχικά να χρησιμοποιηθεί για το σχεδιασμό σύνθετων εξαρτημάτων με χαμηλότερο κόστος και μερικές φορές για σχεδίαση εξαρτημάτων που θα ήταν εντελώς αδύνατο να κατασκευαστούν με παραδοσιακές μεθόδους. Θα βοηθήσει επίσης στην παραγωγή ανταλλακτικών και στην επισκευή τους ένα-ένα αντί να εξαρτάται από μαζική παραγωγή και αποθέματα.

Τέλος, η τρισδιάστατη εκτύπωση θα επιτρέψει πολύ πιο προσαρμόσιμα εξοσκούτ, με μεταβλητά μεγέθη, προσαρμογές, αντοχή κ.λπ., καθένα προσαρμοσμένο στην ακριβή απαίτηση του κάθε χρήστη.

Εταιρείες Εξωσκελετών & Εξοσκούτ

Ιατρικά Εξοσκούτ

1. Ekso BIONICS

(EKSO )

Η Ekso BIONICS είναι ηγέτης στην τεχνολογία εξωσκελετών, με το πρώτο εμπορικό ιατρικό εξωσκελετό αποκατάστασης που λανσαρίστηκε το 2012. Από τότε, έχει λάβει έγκριση για τα μοντέλα ABI και EVO.

Ενώ επεκτείνεται στον τομέα εργασίας/βαρέως έργου, η εταιρεία εξακολουθεί να εστιάζει κυρίως σε θεραπείες και ιατρική κινητικότητα.

Τα έσοδα της εταιρείας έχουν αυξηθεί γρήγορα (+38% ετησίως το 2023).

Πηγή: Parker

Πρόσφατα απέκτησε τη μονάδα Human Motion and Control (HMC) από την Parker Hannifin Corporation για να προσθέσει τα ενεργοποιημένα εξωσκελετόν για άτομα με παράλυση στην προσφορά της.  Αυτό θα μπορούσε να υποδηλώνει ότι η Ekso έχει καλό δυναμικό να γίνει σειρά αγοραστή στον τομέα των εξωσκελετών, επεκτείνοντας την προσφορά της μέσω συνδυασμού εσωτερικής Έ&Κ και στρατηγικών εξαγορών.

2. ReWalk Robotics

(RWLK )

Η ReWalk προσφέρει λύσεις εξωσκελετών για αποκατάσταση μετά από εγκεφαλικό και για άτομα που έχουν υποστεί τραυματισμό νωτιαίου μυελού.  Η εταιρεία έχει πουλήσει μέχρι τώρα πάνω από 600 μονάδες, με έμφαση στη Γερμανία και τις ΗΠΑ.

Η ReWalk είδε την πρώτη κάλυψη από το Medicare στις αρχές του 2024, ανοίγοντας τη δυνατότητα ενός πολύ μεγαλύτερου αγοράς χάρη στην ασφάλιση.  Η ReWalk απέκτησε την AlterG τον Αύγουστο του 2023 για 19 εκατομμύρια δολάρια, έναν κατασκευαστή διαδρόμων εξειδικευμένων για θεραπείες αποκατάστασης, μια συμπληρωματική προσφορά στα εξωσκελετόν της ReWalk.

Πηγή: Rewalk

Οι συνέργειες μεταξύ των δύο εταιρειών, που στοχεύουν στα ίδια κέντρα αποκατάστασης και θεραπευτές, θα πρέπει να βοηθήσουν και τις δύο εταιρείες να αναπτυχθούν συνδυάζοντας τις πωλήσεις τους. Η αυξανόμενη κάλυψη για θεραπείες εξωσκελετών και προϊόντα AlterG εκτιμάται από την εταιρεία ότι θα δημιουργήσει TAM (Συνολική Διευκρινή Αγορά) άνω των 2,255 δισεκατομμυρίων μόνο στη Γερμανία + ΗΠΑ.

3. Cyberdyne

Cyberdyne είναι πιο γνωστή για την παραγωγή του εξωσκελετού HAL (Hybrid Assistive Limb). Αυτή είναι μια λύση σχεδιασμένη για την ανίχνευση και ενίσχυση μικρών νευρικών παλμών ώστε να βοηθά στις επιθυμητές κινήσεις του ασθενούς.

Εκτός του HAL, η Cyberdyne διαθέτει ένα εξωσκελετό για τα άνω άκρα και τα γόνατα, υποστηρίζοντας μια μόνο άρθρωση.  Το σύστημα χρησιμοποιείται επί του παρόντος για ιατρικούς σκοπούς, αλλά αυτός ο σχεδιασμός μπορεί να είναι το μέλλον των πιο ισχυρών εξωσκελετών, ικανοί να ενισχύσουν πλήρως με ρομποτική τις φυσικές κινήσεις των εργαζομένων, πολύ πιο κοντά σε ένα εξάρτημα τύπου Iron Man.

Η ανίχνευση μικροσκοπικών νευρικών παλμών μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για να βοηθήσει τους ασθενείς να επικοινωνούν, ακόμη και με μειωμένες ικανότητες ομιλίας, χρησιμοποιώντας την τεχνολογία CYIN της εταιρείας.

Πηγή: Cyberdyne

Η εταιρεία αξιοποιεί επίσης την εξειδίκευσή της στη ρομποτική και τους αισθητήρες για να πουλήσει ρομπότ καθαρισμού, καθώς και ρομπότ μεταφοράς, και ένα σύστημα φωτοακουστικής απεικόνισης.

4. Trexo Robotics

Η Trexo εξειδικεύεται στον σχεδιασμό ρομποτικής βοήθειας για παιδιά που υποφέρουν από αναπηρίες, όπως για παράδειγμα η εγκεφαλική παράλυση.

Αυτή είναι μια εξειδικευμένη αλλά σημαντική λειτουργία, καθώς τα παιδιά δεν έχουν τις ίδιες ανάγκες και ικανότητες με τους ενήλικες στην αποκατάσταση. Είναι επίσης μια ζωή-αλλάζουσα δυνατότητα για ένα παιδί να μπορεί τελικά να κινείται πιο ελεύθερα.

Πηγή: Trexo

Είναι επίσης ένα ισχυρό θεραπευτικό και εργαλείο βελτίωσης της ποιότητας ζωής για σπάνιες ασθένειες που μπορεί να μην έχουν λειτουργικές θεραπείες για χρόνια ή δεκαετίες.

Εμπορικά Εξοσκούτ

1. SUITX by Ottobock

Το SUITX είναι ένα ακόμη μη ενεργοποιημένο εξωσκελετό με έμφαση σε βιομηχανίες όπως η αυτοκινητοβιομηχανία και η εφοδιαστική αλυσίδα, για να βοηθήσει τους εργαζόμενους να ανυψώνουν βαριά βάρη και να μειώσουν τους κινδύνους τραυματισμών της σπονδυλικής στήλης. Η εταιρεία έχει ήδη πάνω από 2000 εταιρείες που χρησιμοποιούν τα προϊόντα της.

Δυστυχώς για τους μη πιστοποιημένους επενδυτές, δεν είναι ακόμη εισηγμένο στο χρηματιστήριο.

Πηγή: SuitX

Στρατιωτικά Εξοσκούτ

Το SABER (Soldier Assistive Bionic Exosuit for Resupply) είναι ένα 3-λίβρι ολόσωμα εξώσουτ που αναπτύχθηκε από το στρατό των ΗΠΑ σε συνεργασία με το Πανεπιστήμιο Vanderbilt. Προς απογοήτευση των φαν των επιστημονικής φαντασίας ή του Iron Man, το εξώσουτ είναι απίθανο να δει μάχη και σχεδιάστηκε για έναν πολύ πιο καθημερινό (αλλά εξίσου σημαντικό) σκοπό: εφοδιαστική.

Πηγή: Herowear

Το στρατιωτικό προσωπικό πρέπει να ανυψώνει πολλά βαριά φορτία, θέτοντας τους σε μεγάλο κίνδυνο τραυματισμών της πλάτης. Αυτό είναι ένα «ελαφρύ, χαμηλού προφίλ, μη ενεργοποιημένο φορετό εργαλείο».

Προηγουμένως, το Πανεπιστήμιο Vanderbilt εργάστηκε σε παρόμοιο εξωσκελετό με την HeroWear, κορυφαία κατασκευάστρια εξοσκούτ· και την Interwoven Design, κορυφαία εταιρεία σχεδίασης ένδυσης και προϊόντων.  Η Herowear πουλά το δικό της σχέδιο πολιτικού εξοσκούτ για ανύψωση,  the Apex 2, για λίγο πάνω από 1.000 δολάρια/εξώσουτ.

Πηγή: Herowear