Op voorkeur van de gebruiker gebaseerde mens-in-de-lus afstemming van exoskeletondersteuning tijdens het lopen

Mensen helpen met minder inspanning te lopen

Stel je voor dat je een draagbare loopondersteuning kunt afstellen net zo eenvoudig als het geluid van je koptelefoon. Deze studie onderzoekt of mensen een robotische heupunit snel kunnen leren hoe ze hen kunnen helpen lopen op een manier die prettig aanvoelt en minder energie kost, enkel door op hun eigen gevoel te vertrouwen in plaats van op complexe labapparatuur.

Een robothelper bij de heupen

De onderzoekers gebruikten een heupexoskelet, een licht frame met motoren bij de heupen die de beenbewegingen ondersteunen terwijl iemand op een loopband loopt. In plaats van dat ingenieurs van tevoren programmeren wanneer en hoe het apparaat moet duwen of trekken, gaf het team elke wandelaar een kleine handcontroller. Daarmee konden ze vier belangrijke momenten in de loopcyclus verschuiven waarop het exoskelet van richting wisselde of zijn sterkste ondersteuning leverde. Een scherm voor hen toonde eenvoudige curven van het ondersteuningspatroon zodat ze konden zien hoe hun wijzigingen de hulp beïnvloedden die ze voelden.

Gebruikers hun eigen ondersteuning laten afstellen

Elf volwassenen zonder loopklachten deden mee. Na een korte gewenning liep elke persoon met het exoskelet en gebruikte de controller om verschillende ondersteuningspatronen te verkennen. Ze kregen de opdracht het volledige bereik van mogelijkheden te onderzoeken en zich te vestigen op het patroon dat het prettigst aanvoelde en hun inspanning leek te verminderen. Er was geen vaste tijdslimiet. Gemiddeld probeerden deelnemers ongeveer dertig verschillende instellingen en hadden ze ruwweg elf minuten nodig om te beslissen dat ze hun gewenste ondersteuningswijze hadden gevonden. Interessant genoeg wijzigden ze vrijwel altijd slechts één timing tegelijk, wat wijst op een zorgvuldige, stapsgewijze zoektocht in plaats van willekeurig proberen en fouten maken.

Energiebesparing zonder zware berekeningen

Hoewel de wandelaars alleen vertrouwden op hun eigen gewaarwordingen, leverden hun keuzes meetbare energiebesparingen op. Wanneer het exoskelet het door de persoon gekozen timingpatroon gebruikte, daalde de energie­kost van het lopen met ongeveer 17 procent vergeleken met het dragen van hetzelfde apparaat dat geen helpend koppel leverde. Zelfs wanneer rekening werd gehouden met het extra gewicht van het apparaat zelf, betekende dit nog steeds een duidelijke vermindering vergeleken met lopen zonder het exoskelet. De onderzoekers verschoven vervolgens elk van de vier tijdstippen wat eerder of later in de stapcyclus. Deze verschuivingen, zelfs wanneer ze vrij groot waren, veranderden de energiebesparing nauwelijks, wat suggereert dat de door gebruikers gekozen patronen niet alleen effectief maar ook tolerant zijn voor kleine timingfouten.

Hoe controle voor de gebruiker nog steeds voelt

Naast energiegebruik wilde het team weten hoe het gebruik van het exoskelet het gevoel van eigen regie over de bewegingen beïnvloedde. Na het lopen met het apparaat uitgeschakeld of met hun afgestemde ondersteuningspatroon, beoordeelden de deelnemers uitspraken over in hoeverre het voelde alsof zij de beweging veroorzaakten. Zoals verwacht voelden mensen zich meer in controle wanneer het apparaat niet actief hielp. Toch daalden de scores merkbaar zelfs bij gedeeltelijke ondersteuning, wat laat zien dat de duwen en trekken van het apparaat veranderen hoe wandelaars het eigenaarschap van hun bewegingen ervaren. Dit suggereert dat toekomstige ontwerpen fysieke voordelen moeten afwegen tegen hoe natuurlijk de beweging aanvoelt.

Waarom deze aanpak ertoe doet

Deze studie toont aan dat gebruikers hun heupexoskelet op gevoel kunnen afstellen en daarmee snel gepersonaliseerde loopondersteuning kunnen krijgen die de energiekost verlaagt tot niveaus vergelijkbaar met meer tijdrovende labgestuurde methoden. De geprefereerde instellingen verschilden sterk tussen personen, wat het belang onderstreept van individuele aanpassing in plaats van een one-size-fits-all-programma. Omdat de methode snel is en geen omvangrijke meetapparatuur vereist, kan dit exoskeletten praktischer maken voor ouderen, revalidatiepatiënten en mensen die zulke apparaten in het dagelijks leven gebruiken. De bevindingen wijzen ook richting toekomstige systemen die gebruikersfeedback combineren met slimme algoritmen, en zo loophulpmiddelen creëren die zich aanpassen niet alleen aan het lichaam maar ook aan hoe ieder persoon wil bewegen.

Bronvermelding: Schäfer, N., Zhao, G., Li, B. et al. User preference-based human-in-the-loop tuning of exoskeleton assistance during walking. npj Biomed. Innov. 3, 32 (2026). https://doi.org/10.1038/s44385-026-00085-7

Trefwoorden: heupexoskelet, loopondersteuning, gebruikersafstemming, mens in de lus, metabolische kost