Koncepcja wzmacniająca strukturę świata

Ból pleców jest przyczyną jednego na dziesięć zwolnień lekarskich i 13% wcześniejszych emerytur. 80% ludzi doświadczyło tej dolegliwości, a od 10 do 20% całej populacji zmaga się z bólem przewlekłym. Dane pochodzą z Francji, gdzie roczne koszty z tego tytułu dla gospodarki i systemu opieki zdrowotnej szacuje się na 20 miliardów euro. Liczby te są podobne we wszystkich krajach uprzemysłowionych.

Niekorzystne obciążenie i ciągłe przeciążanie kręgosłupa to zdecydowanie najczęstsze przyczyny przewlekłych bólów pleców. Niewłaściwego obciążenia można naprawdę łatwo uniknąć, przestrzegając jednej prostej zasady: należy zawsze podnosić ciężary ruchem kolan, utrzymując górną część ciała w pozycji pionowej. Jednak w życiu codziennym i w wielu zawodach przestrzeganie tej zasady często bywa trudne.

Pomaganie pacjentom we wstawaniu z łóżka, wyjmowanie przesyłek z samochodu, przenoszenie ciężkich elementów w procesie produkcyjnym lub posługiwanie się przenośnymi maszynami na placu budowy może sprawić, że niezwykle trudno utrzymać obciążenie pleców w prawidłowym zakresie z punktu widzenia ergonomii. Podnoszony ciężar nieuchronnie wywiera nacisk na zgięty kręgosłup.

Negatywny efekt dźwigni pogłębia problem

Efekt dźwigni ma tutaj wyjątkowo negatywny wpływ: w zależności od kąta nachylenia 10-kilogramowa paczka może wywierać siłę nacisku do 50 kilogramów na krążki międzykręgowe dolnego odcinka kręgosłupa. Chociaż te naturalne amortyzatory zbudowane z chrząstki włóknistej są wyjątkowo wytrzymałe i sprężyste, z czasem starzeją się, i gdy są stale poddawane niewłaściwemu obciążeniu, mogą się przedwcześnie zużywać: kurczą się, efekt amortyzacji maleje, a przylegająca tkanka kostna ulega deformacji, często z bolesnymi konsekwencjami. W przypadku wypadnięcia dysku krążek międzykręgowy pęka, a jego rdzeń wysuwa się i bardzo boleśnie naciska na sąsiadujące nerwy.

- Jeśli nie można unikać niewłaściwego obciążenia, należy rozważyć rozwiązania przynoszące ulgę - mówi Antoine Noel. W 2015 roku inżynier robotyki Antoine Noel wraz z Amelie Blondeaux i Damienem Bratic założył w Lille firmę Japet. - Naszym celem było opracowanie gorsetu aktywnie podtrzymującego kręgosłup lędźwiowy. Niepożądane obciążenie powinno być kompensowane mocą silnika, chroniąc w ten sposób krążki międzykręgowe.

Siłowniki przynoszące ulgę

Efektem ich pracy jest egzoszkielet Japet.W. Składa się on z dwóch pasów połączonych ze sobą czterema siłownikami - po dwa z każdej strony tułowia. Górny pas podtrzymuje plecy, a dolny opiera się na biodrach. Wykorzystane siłowniki to tak zwane siłowniki z amortyzacją elastyczną (SEA). "Wyczuwają" one działającą na nie siłę i wykorzystują wbudowany napęd do przeciwdziałania jej.

Ich najważniejszymi elementami są silnik, śruba pociągowa i sprężyna. Potencjometr mierzy przyłożoną siłę, na przykład jeśli osoba nosząca egzoszkielet pochyla się do przodu i podnosi ciężar. Sygnał pomiarowy uruchamia silnik, który jest sprzężony ze śrubą pociągową napędu za pomocą przekładni. Obrót śruby pociągowej przenosi moc silnika na sprężynę. Dolny pas naciska na górny, podtrzymuje górną część ciała i odciąża kręgosłup lędźwiowy. Użytkownik może wybrać jeden z czterech poziomów odciążenia zapewnianego przez egzoszkielet. Sterownik i akumulator urządzenia są wbudowane w podwójny pas.

- Dodatkowy nacisk jest tylko w niewielkim stopniu przenoszony na biodra, które są w stanie bez problemu wytrzymać nawet większe obciążenia - wyjaśnia Antoine Noel. - Natomiast siła działająca na kręgosłup lędźwiowy zostaje znacznie zmniejszona. W ten sposób nadmierne obciążenie krążków międzykręgowych w pozycji pochylonej zostaje znacznie zredukowane lub całkowicie wyeliminowane. Jednocześnie poprawia się postawa górnej części ciała.

Silniki miniaturowe podnoszą cztery samochody

Założyciele Japet po raz pierwszy zetknęli się z firmą FAULHABER na targach branżowych. W tamtym czasie ich firma była jeszcze laboratorium testowania urządzeń w bocznym pomieszczeniu kliniki w północnej Francji. Sprzedaż własnych produktów należała ciągle do odległej przyszłości. W swoich pierwszych urządzeniach testowych trójka początkujących przedsiębiorców zainstalowała tanie i hałaśliwe silniki o ograniczonych możliwościach sterowania. Ekspertom firmy FAULHABER spodobały się pomysły młodych inżynierów. Zaoferowali im intensywne konsultacje i prototypy wysokiej jakości silników, które mogłyby zaspokoić potrzeby tego wymagającego zastosowania. - Odegrało to dużą rolę w przygotowaniu naszego produktu do produkcji seryjnej - podkreśla Antoine Noel.

W egzoszkielecie Japet.W cztery silniki DC z układem komutacji z metalu szlachetnego z serii 1524... SR zapewniają siłę odciążającą kręgosłup. Za przeniesienie obciążenia odpowiadają przekładnie planetarne z serii 15A z redukcją 52:1. Ponieważ urządzenie jest noszone na ciele w celu zmniejszenia obciążeń, liczy się tu każdy gram, a silniki o masie 18 g każdy stanowią zaledwie ułamek łącznej masy urządzenia. Mimo to mają wystarczającą moc, aby podczas całego dnia pracy zmniejszyć obciążenie krążków międzykręgowych o masę odpowiadającą trzem-czterem średniej wielkości samochodom.

Oprócz stosunku wielkości do siły, do kluczowych kryteriów decydujących dla firmy Japet należą jakość i niezawodność: - Egzoszkielet to certyfikowany wyrób medyczny - wyjaśnia Antoine Noel. - Podlega najwyższym standardom. Ponadto urządzenie musi wspierać użytkownika w sposób ciągły przez długi czas i najlepiej nie wymagać konserwacji. Dzięki napędom FAULHABER jest to możliwe.

Egzoszkielet Japet.W jest dostępny w sprzedaży od ponad roku. Znalazł już zastosowanie w wielu branżach, w tym w przemyśle kolejowym, budownictwie i opiece medycznej. Ma na celu przeciwdziałanie rozwojowi przewlekłego bólu pleców. Stosują go jednak również osoby, które już zmagają się z bólem pleców, a chciałyby kontynuować pracę. - 75% użytkowników, którzy nabawili się bólu pleców podczas pracy, deklaruje skuteczne zmniejszenie dolegliwości - podkreśla Antoine Noel. - Jest to warte odnotowania z medycznego punktu widzenia, zwłaszcza że przewlekłe bóle pleców są bardzo uporczywą i trudną do leczenia dolegliwością. Ponieważ pracujemy coraz dłużej, a wiedza starszych pracowników zyskuje na wartości, egzoszkielet ma ogromny potencjał również z ekonomicznego punktu widzenia.