OPTIMALIZACE EXOSKELETU

PartneR: MEBSTER

Odvětví: ZDRAVOTNICTVÍ

MEBSTER je výzkumná a vývojová společnost, která prostřednictvím svých dostupných asistivních technologií pomáhá poskytovatelům zdravotnických služeb zlepšit a zefektivnit péči o jejich klienty s poruchou mobility a umožňuje jednotlivým klientům postavit se doslova na vlastní nohy. Jde o mezinárodní tým inženýrů, lékařů a fyzioterapeutů sídlící v České republice, kteří se již více než šest let věnují intenzivnímu vývoji inovativních asistivních technologií a zdravotnických pomůcek pro rehabilitační účely. Své produkty navrhují přímo s uživateli a jejich výzkum je zaměřen výhradně na pomůcky pro pacienty, přičemž všechny produkty důkladně testují, aby pacientům zajistili co nejjednodušší používání v kombinaci s maximálním pohodlím.

Cílem spolupráce společnosti MEBSTER a IT4Innovations bylo představit využití numerického modelování a simulace v procesu návrhu inovativního exoskeletu (vnější kostry) UNILEXA pro podporu chůze určené osobám s částečnou nebo úplnou ztrátou funkce dolních končetin. Výpočetní model je založen na metodě konečných prvků (MKP). Sestava exoskeletu byla simulována se zahrnutím vlivů, pro vyhodnocení tuhosti/pevnosti systému. Vzhledem k tomu, že sestava exoskeletu je matematicky složitý nelineární problém s širokou variací okrajových podmínek, bylo pro řešení takto komplexního numerického modelu nezbytné použití vysoce-výkonného počítání (HPC).

K vytvoření výpočetního modelu a numerické simulaci byl použit software ANSYS. Pro odhad potřebných výpočetních prostředků HPC byl vytvořen zjednodušený model části sestavy exoskeletu UNILEXA. K řešení komplexního numerického modelu včetně nelinearit, jako jsou kontaktní rozhraní se třením, velké posuny atd. byl využit superpočítač Barbora. Zásadním přínosem simulace byla možnost ověření bezpečnosti a účinnosti produktu, zlepšení uživatelského komfortu a tím zvýšení konkurenceschopnosti produktu na trhu.