I takt med att de mekaniska och elektroniska kraven på gånghjälpmedel ökar, har forskare vid Northern Arizona University utvecklat OpenExo – den första heltäckande öppna källkodsplattformen för modulära exoskelett. Systemet ger designfiler, mjukvara och steg-för-steg-instruktioner, och sänker därmed tröskeln för både akademisk forskning och kommersiell utveckling (techxplore.com).
Bakgrund
Traditionella exoskelettprojekt är ofta dyra och kräver tvärvetenskaplig expertis inom mekatronik, datorvetenskap, biomekanik och fysiologi. Utan en gemensam grundplattform tvingas nya grupper börja från noll, med långa ledtider och höga kostnader som följd. Med OpenExo kan forskare och ingenjörer istället bygga vidare på tidigare vältestade konstruktioner och mjukvaruarkitektur (techxplore.com).
Metod
- Modulär hårdvara
- Färdiga CAD-filer för enkla eller kombinerade leder (höft, knä, fotled, armbåge) med detaljerad dokumentation av mekaniska delar, motorfästen och kablage.
- Elektrisk arkitektur
- Öppen kretsdesign för styrkort, sensorintegration (vinkelgivare, kraftsensormoduler) och strömförsörjning.
- Mjukvara
- Firmware och högre nivåns styralgoritmer för gångcykelanalys och adaptiv hjälpkontroll, implementerade i ROS (Robot Operating System).
- Bygg- och testanvisningar
- Utförliga guider för montering, kalibrering och säkerhetstester, med rekommendationer för justering efter användarens biomekaniska behov (techxplore.com).
Resultat och tillämpningar
- Förenklad prototypframtagning: Flera användargrupper har redan bakat in OpenExo-ramverket i sina egna projekt, från forskningsstudier på barn med cerebral pares till rehabiliteringsenheter för vuxna med gångstörningar.
- Patent och kommersialisering: Teamet har tilldelats nio patent och en kommersiell spin-off har lanserat en ankelmodul baserad på OpenExo-arkitekturen.
- Finansiering och samarbete: Projektet har genererat miljoner dollar i anslag och skapat samarbetsmöjligheter över hela världen.
Begreppsförklaringar
- Exoskelett: Ett yttre bärbart ramverk med motorer och sensorer som assisterar eller förstärker användarens naturliga rörelser.
- ROS (Robot Operating System): Ett mjukvaruramverk som underlättar utveckling av komplex robotik genom standardiserade bibliotek och kommunikationsgränssnitt.
- Gångcykelanalys: Uppdelning av en stegsekvens i faser (stödfas, svängfas), som används för att synkronisera exoskelettets hjälp med användarens rörelse.
- Modulär design: En metod där systemet är uppbyggt av utbytbara enheter (moduler) som kan kombineras och anpassas efter specifika behov.
Sammanfattning
OpenExo är en banbrytande öppen källkodsplattform för robotexoskelett som drastiskt minskar kostnader och utvecklingstid. Genom att tillhandahålla färdiga mekaniska, elektriska och mjukvarumoduler möjliggör systemet att fler forskare och ingenjörer snabbt kan komma igång med egna exoskelettprojekt – från klinisk rehabilitering till hjälpmedel för rörelsehindrade.
Taggar
Robotik, Biomekatronik, Rehabiliteringsteknik, Öppen källkod
Källor
- Harley, S. (2025, 25 juni). Researchers launch open-source robotic exoskeleton to help people walk. TechXplore. Hämtad 5 augusti 2025 från https://techxplore.com/news/2025-06-source-robotic-exoskeleton-people.html (techxplore.com)
- Williams, J. et al. (2025). OpenExo: An Open-Source Modular Exoskeleton to Augment Human Function. Science Robotics. DOI: 10.1126/scirobotics.adt1591 (techxplore.com)
Originalartikel (Science Robotics): https://doi.org/10.1126/scirobotics.adt1591
About the Author
