VUB-professor Dirk Lefeber krijgt de Hilde Bruersprijs voor Geneeskunde voor zijn onderzoek naar de fysieke en cognitieve mens-robot interactie. Lefeber, een autoriteit inzake actieve en passieve protheses, leidt aan de VUB de multidisciplinaire BruBotics onderzoeksgroep, waar meer dan 120 wetenschappers de samenwerking tussen mens en robot onderzoeken. Het uiteindelijke doel van het onderzoek is de levenskwaliteit van patiënten te verbeteren door human centered robotics. Met de Hilde Bruersprijs steunt het VUB Wetenschappelijk Steunfonds klinisch en fundamenteleel biomedisch onderzoek.
Lefeber raakte in de ban van robots door het werk van Marc Raibert (nu CEO van Boston Dynamics) aan het MIT rond ‘hopping robots’ in de jaren 90. "We startten toen onderzoek naar dynamisch gebalanceerde robots aan de VUB", zegt Lefeber. "Hoewel we geen lid waren van het thematisch FP5 netwerk rond Climbing and Walking robots (CLAWAR) waren we één van de weinige onderzoeksgroepen die zich toen al bezighielden met soepele actuatoren en de toepassingen ervan in lopende en springende robots. Dat was typisch niche-onderzoek vanuit een toen nog erg kleine robotica groep."
In dat kader bouwden Lefeber en zijn onderzoeksteam hun eerste eigen robots. Toen wijlen prof. Paul Janssens plots in een rolstoel terecht kwam, was dat voor Lefeber de trigger om over te schakelen naar revalidatierobotica. "In 2009 kregen we via een geconcerteerde onderzoeksfinanciering voldoende middelen om samen met de onderzoeksgroepen MFYS en RERE effectief een staprevalidatierobot te bouwen", zegt Lefeber. "In datzelfde jaar startten ons eerste Europees FP7 project: het VIACTORS project dat alle onderzoeksgroepen gespecialiseerd in soepele actuatoren bij elkaar bracht. Onze taak bestond erin, niet toevallig, na te gaan hoe soepele actuatoren konden gebruikt worden bij actieve beenprothesen."
Kort daarvoor ging ook het AMP-foot project van start (Ankle Mimicking prosthesis), met als doel een quasi-passieve enkelprothese te ontwikkelen die het gedrag van een normale voet zo dicht mogelijk benaderde. Daarna zou vanuit de opgebouwde knowhow ook een actieve prothese, mét motor, ontwikkeld worden.
"Dat was het begin van een lange reeks projecten waar we in twaalf jaar niet minder dan vier almaar gesofisticeerdere enkelprothesen (AMP-foot 1 to 4) bouwden en testten", aldus Lefeber. "Dat alles heeft geleid tot de oprichting van de spinn off Axilles Bionics, die de bedoeling heeft onze protheses op de markt te brengen."
Er werd onderzoek gedaan naar de ontwikkeling van knie-enkel-voet protheses. Aanvankelijk werden een passieve knie en een actieve enkel gecombineerd, in een tweede versie was ook de knie actief. Er werd gepoogd om de remenergie van de knie naar de enkel te transfereren om zo nog kleinere motoren te kunnen gebruiken.
Het project kreeg in 2016 een vervolg in het Cyberlegs ++ project, met als doel de betrouwbaarheid van de ontwikkelde protheses drastisch te verhogen, om zo dichter bij een marktproduct te komen, wat resulteerde in de X-leg. Die is compact, heeft een onafhankelijke knie en enkel-module en is volledig autonoom qua energie en sturing.
"Van 2013 tot 2016 ontwikkelden we in het FP7 BIOMOT project een draagbaar exoskeleton om paraplege personen te ondersteunen", zegt Lefeber. "Ook de stuurelectronica en de low level controle werden door ons ontwikkeld."
Parallel met het BIOMOT-project liep het SBO-project Mirad 2013-16. In samenwerking met de KULeuven en de VUB onderzoeksgroep RERE werd een geïntegreerde methodologie ontwikkeld en gevalideerd om intelligente assistieve exoskeletten te ontwikkelen en te testen in klinische condities. De integratie sloeg op alle aspecten : engineering, fysiologisch, klinisch en psychologisch. Ook hier werden twee versies van een stapexoskelet gebouwd.
"De laaste vier jaren werkten we minder naar revalidatie maar eerder naar assitieve exoskeletten toe, vooral met focus op de vermindering van de rugbelasting en zodoende om rugpijn te voorkomen bij gezonde arbeiders en ter ondersteuning van arbeiders met lage rugpijn bij de re-integratie op de arbeidsmarkt. In het SBO-Exo4Work project (R&MM & MFYS) 2018-22 gaan we hierin een stap verder door niet alleen de rug ondersteuning maar eveneens de armen en schouder zowel passief als actief te ondersteunen (vooral om boven het hoofd te werken). Het is de bedoeling om via een spin-off deze ondersteuningen naar de markt te brengen."
Al Lefebers projecten zijn multidisciplinair en worden uitgevoerd in samenwerking met diverse Europese partners. "Omdat we intern op de VUB al meermaals met andere onderzoeksgroepen hadden samengewerkt, vroegen we ons af of we ook niet voor andere disciplines VUB-partners konden vinden", zegt Lefeber. "Zo ontstond het idee om BruBotics op te richten. In 2016 kregen we daar met acht onderzoeksgroepen een IOF financiering voor."