Beim GP 42 C handelt es sich um ein besonders verschleissfestes Planetengetriebe, ausgestattet mit Keramikbauteilen. Dies erlaubt höhere Anforderungen an Drehmoment und Lebensdauer.

Ausgabe 10 | 2021

Der stolzeste Moment

maxon motor ag

Das kanadische Unternehmen Trexo Robotics hat einen Laufroboter entwickelt, mit dem Kinder mit zerebraler Lähmung wieder auf ihren eigenen Beinen stehen. Dahinter stecken die Gründer Manmeet Maggu (CEO) und Rahul Udasi (CTO), angetrieben durch ihre Liebe zu Ironman und einen privaten Schicksalsschlag.

Die Geschichte von Trexo beginnt im Jahr 2011, als Manmeet von der Diagnose seines Neffen Praneit erfährt: zerebrale Kinderlähmung. Diese Krankheit bezeichnet eine Haltungs- und Bewegungsstörung infolge einer Funktionsstörung des Gehirns, die während oder direkt nach der Geburt entsteht. Allein in Nordamerika gibt es 500’000 betroffene Kinder. Praneit würde aufgrund seiner Diagnose nie laufen können. Und das liess dem jungen Robotikwissenschaftler Manmeet Maggu keine Ruhe. Er suchte nach Lösungen, um seinem Neffen beim Laufen zu helfen, nur um ernüchtert festzustellen, dass nichts auf dem Markt passend war. Es gab zwar Exoskelette, aber diese waren überwiegend für Erwachsene konzipiert. Deshalb beschloss er, einen eigenen Laufroboter zu entwickeln – gemeinsam mit den betroffenen Kindern, Eltern und Physiotherapeuten.
Manmeet Maggu gründete Trexo Robotics mit seinem Kollegen Rahul Udasi, mit dem er Robotik an der Universität in Waterloo studiert hatte. «Es war unser Ziel, eine Technologie zu schaffen, der Physiotherapeuten vertrauen, die sich Eltern leisten können und die Kinder lieben», sagt Manmeet. Nach vielen Monaten der Entwicklung, endlosen Tests und schlaflosen Nächten erhielt Praneit schliesslich seinen eigenen Trexo. «Es war der stolzeste Moment meines Lebens, als mein Neffe seine ersten Schritte mit dem Trexo machte.»

Trexo hilft bei der Schrittwiederholung
Kinder mit Gehbehinderungen verbringen viel Zeit im Sitzen, was zu negativen gesundheitlichen Folgen führen kann. Deshalb ist aktive Bewegung sehr wichtig. Die Roboterbeine von Trexo bewegen sanft die Beine des Kindes. Die Geschwindigkeit und der Grad der Unterstützung können individuell an die Bedürfnisse des Trägers angepasst werden. Dazu gehören auch die Einstellungen des Kniewinkels und die Anpassung des Hüftwinkels.
Der batteriebetriebene Trexo-Laufroboter wird über ein Tablet gesteuert, ebenso die Einstellungen, wie das Gangmuster und die Schrittgeschwindigkeit. Jedes Knie- und Hüftgelenk in den Trexo-Roboterbeinen wurde so konstruiert, dass es sich innerhalb des natürlichen menschlichen Bewegungsbereichs bewegt. Damit kräftigt Trexo die Beine des Kindes, baut Ausdauer auf und sorgt dafür, dass sich die motorischen Fähigkeiten erheblich verbessern. Und das Beste daran ist: Trexo wächst mit dem Alter mit.

Starke Motoren für starke Beine
Für die exakten und gleichmässigen Bewegungen braucht es die Unterstützung von starken Antriebssystemen. Laut den Gründern von Trexo Robotics haben ihre Laufroboter einen sehr dynamischen Anforderungsbereich. Sie verwenden deshalb zwei Aktuatoren an den Hüftgelenken und zwei weitere Antriebe an den Kniegelenken. Die verwendeten Motoren und Getriebe müssen sowohl eine hohe Drehzahl als auch ein hohes Drehmoment haben und gleichzeitig schnell wechselnde Drehmomente bewältigen können. Bei Robotergelenken spielen zudem Platz und Gewicht eine übergeordnete Rolle, und deshalb war den Entwicklern ein kompaktes Antriebssystem sehr wichtig.
All diese Kriterien erfüllen die bürstenlosen Flachmotoren von maxon. Insgesamt kommen vier maxon EC 45 flat Motoren (70 W) in Kombination mit dem Planetengetriebe GP 42 C (Keramik) mit MILE-Encoder in den Roboterbeinen zum Einsatz. Manmeet sagt: «Wir haben festgestellt, dass die Motoren der maxon EC-flat-Serie in Bezug auf Grösse und Leistungsdichte am besten sind. Die Planetengetriebe mit Keramikzahnrädern bieten zudem besonders hohe Drehmomente und sind robust gegenüber variierenden Ausgangsdrehmomenten.»

Trexo gibt Hoffnung
Mittlerweile nutzen weltweit rund 100 Kinder den Trexo-Laufroboter – und mit jedem weiteren Kind, das den Trexo verwendet, wird der Laufroboter weiter verbessert. Und das vor allem durch die enge Zusammenarbeit mit den Eltern. Luz’ Mutter Caro sagt: «Trexo gibt uns so viel Hoffnung. Denn als Mutter und Vater werden uns immer all diese Dinge gesagt, die unser Kind wahrscheinlich niemals tun wird. Trexo hat das geändert.»
Für die beiden Robotikspezialisten ist es überwältigend zu sehen, wie die Kinder mit einem riesigen Lachen laufen lernen und immer kräftiger werden. Manmeet sagt: «Die Freude, die wir in den Augen der Kinder und Eltern sehen, und die positiven Feedbacks motivieren uns jeden Tag aufs Neue, weiterzumachen und unseren Laufroboter weiterzuentwickeln. Für uns ist jedes dieser Kinder wie ein kleiner Ironman.»

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