US

The VICE Channels

ETH Zürich/Alessandro Della Bella
Thursday, 27 October, 2016

We bezochten een race voor gehandicapten in exoskeletten

In een arena in Zwitserland hurkt de Amerikaan Tyson Cobb voor de voeten van zijn vriend en teamgenoot Mark Daniël. Hij peutert aan de riempjes van een exoskelet. Even verderop staat Peter Neuhaus, een onderzoeker van het Institute for Human and Machine Cognition in Florida.

De drie proberen rustig te blijven, maar het is niet makkelijk. Over tien minuten moet Daniël, een 27-jarige man die verlamd is tot aan zijn navel, het exoskelet testen in de eerste heat van de Cybathlon. De Cybathlon is de eerste “internationale competitie voor gehandicapten ondersteund door moderne technologie.”

Neuhaus glimlacht. “Ik ben nerveus,” zegt hij. Er zijn 4600 toeschouwers in het stadion en hij is bang dat Daniël zijn focus verliest en, in het allerslechtste geval, valt.

Maar hij heeft zich goed voorbereid. In Florida heeft het team het geluid en alle mogelijke afleidingen van het stadion gesimuleerd. Ze vroegen een journalist om Daniël voor en na zijn heat te interviewen, speelden ‘s werelds meest irritante liedje continu af en vulden de ruimte met rook. Wat kan er misgaan?

cybathlon-body-image-1476881431Tyson Cobb bevestigt Mark Daniel aan de exo voor de Cybathlon. (Foto door Brian Blickenstaff)

Neuhaus werkt al zijn hele leven in robotica. De Cybathlon, een groot evenement met live-televisie en veel publiek, is waarschijnlijk de meeste aandacht die hij ooit voor zijn werk zal krijgen. “Dit project is het resultaat van tien jaar aan onderzoek,” vertelt Cobb.

Het exoskelet is een ongelooflijk hulpmiddel voor verlamde mensen. Daniël laat mij zien hoe het werkt. In de zittende positie werkt het exoskelet als een stoel. Aan een leuning hangt een rugtas met een computer. Daniël doet zijn armen door de banden van de tas, waarna Cobb hem helpt met de carbon-benen, die speciaal afgestemd zijn op Daniëls lichaam. Na de voetriempjes zet Cobb ook de banden bij de kuiten, knieën en heupen vast. Het hele proces duurt zo’n vijf minuten, waarna Daniël uiteindelijk krukken kan vastpakken.

De rechterkruk heeft een joystick die Daniël met zijn duim kan besturen. Er is ook een kleine tablet aan de kruk bevestigd, die hij gebruikt voor het verstellen van het skelet of om te wisselen tussen de zittende en staande houding.

“Klik.”

De bewegingen lijken moeiteloos en soepel te gaan. Afgezien van een paar piepjes uit de computer staat Daniël rechtop, in complete stilte. De krukken zijn alleen nodig voor zijn balans.

“Klik.”

De exo doet al het krachtwerk. Hij zet langzaam een stap.

“Klik.”

En nog een.

Toen het Zwitserse Instituut voor Technologie in Zurich (ETH) voor het eerst de Cybathlon aankondigde, doken allerlei onderzoekers en bedrijven op de kans om hun nieuwste technologie voor gehandicapten te laten zien. In totaal doen er nu 66 teams uit 25 landen mee.

cybathlon-body-image-1476885282Een deelnemer in een Functional Electrical Stimulation Bike. (Foto door Brian Blickenstaff)

Het toernooi bestaat uit verschillende disciplines. Zo is er een onderdeel voor mensen zonder armen, waarbij deelnemers protheses gebruiken die gevoelig genoeg zijn om een lamp te kunnen vervangen. Er zijn ook sporten voor volledig verlamde mensen of mensen zonder benen, die protheses hebben die geavanceerd genoeg zijn dat ze niet alleen soepel kunnen lopen, maar ook over een obstakelparcours kunnen hinkelen. Ten slotte is er een fietswedstrijd voor deelnemers met een dwarslaesie. Ze kunnen fietsen dankzij implantaten in hun benen of externe stimulatoren die de spieren aanspannen. Ze bepalen de snelheid op hun stuur.

Een exoskelet is natuurlijk heel vet en het geeft mensen met een dwarslaesie de mogelijkheid om weer te lopen. Maar die mobiliteit is niet het enige voordeel. Mensen met een dwarslaesie zitten hun hele leven. Dat kan ervoor zorgen dat je problemen krijgt in je bloedsomloop en je verteringssysteem. Spieren verzwakken en botten verliezen hun stevigheid. Staan en lopen, ook in een exo, kan dat allemaal tegengaan.

Daarnaast is er nog een psychologisch voordeel. “Als ik naar een borrel ga en ik rechtop met iemand kan praten, heb ik het gevoel dat ik mijn waardigheid terug heb,” vertelt Gary Linfoot, een verlamde veteraan, aan NPR. “Dat vaagt de handicap min of meer weg.”

cybathlon-body-image-1476886244Daniel tijdens een training. (Foto door Brian Blickenstaff)

Ondanks de voordelen van de exoskeletten denkt Neuhaus dat het nog minstens tien jaar duurt voordat we mensen ermee over straat zien lopen. Het probleem is de rolstoel. De huidige generatie exoskeletten, hoe indrukwekkend ze ook zijn, is nog geen waardige tegenstander van de rolstoel. Ze zijn moeilijker om in te komen zonder hulp, zijn veel langzamer en het kost veel moeite en training om rechtop te staan. De brug tussen robotica en protheses heeft tot geweldige ontdekkingen geleid, maar het de exoskeletten zijn voorlopig vooral veel te duur.

Door de technologie in te zetten bij sport hopen de deelnemers van de Cybathlon aandacht te trekken van grote sponsors. Ze hebben namelijk in totaal zo’n 45 miljard dollar nodig voor verder onderzoek en betere exo’s.

De reis is wel een grote gok voor het Amerikaanse team: naast de 2000 dollar toegangsgeld en de reiskosten voor zijn tienkoppige team, kost het Neuhaus alleen al zo’n 1000 dollar om het exoskelet van Florida naar Zwitserland te krijgen. En er is niet eens prijzengeld. Maar voor Neuhaus is de mogelijkheid om sponsors aan te spreken genoeg.

Daniël werkte vroeger, voor zijn verlamming, als lasser. Het betaalde goed en hij moest vaak overwerken. Hij begon lange uren te maken, soms meer dan tachtig per week. Maar hij was gelukkig. “Ik had alles wat ik wilde op mijn achttiende, man,” zegt hij.

cybathlon-body-image-1476880092Mark Daniel maakt zich klaar om van de bank op te staan. (Foto door ETH Zürich/Alessandro Della Bella)

Op een dag in 2010 ging het helemaal mis. Hij was net klaar met een dienst van veertien uur bij de scheepswerf. Hij stapte in zijn truck om de rit van drie kwartier naar huis te rijden. “Ik herinner me nog dat ik merkte dat ik een paar keer bijna in slaap viel,” vertelt hij. “Even later werd ik wakker in het ziekenhuis. Dat was blijkbaar drie dagen later.” Zijn borstwervel was verpulverd, samen met een deel van zijn ruggengraat.

In datzelfde jaar zocht Neuhaus, die twee jaar daarvoor was begonnen met de ontwikkeling van exoskeletten, een testpiloot. Zijn zoektocht bracht hem uiteindelijk naar West-Florida, waar hij Daniël ontmoette.

Neuhaus werkte aan een reeks exoskeletten die konden lopen. Ze hadden een aantal andere testpiloten voor Daniël, maar zij waren te groot en soms te bang voor het risico. Neuhaus realiseerde zich al snel dat Daniël de ideale kandidaat was. Hij woog zo’n tachtig kilo en had de fysieke kracht om zich voort te bewegen als hij niet zijn stoel zit. En hij was vooral niet bang om te vallen.

____________

Terwijl Daniël, Cobb en Neuhaus zich voorbereiden in het stadion, lopen de eerste deelnemers van de exo-categorie al naar de startlijn voor de eerste heat. Deze heat heeft drie teams: Rusland, Zuid-Korea en Mexico.

De race bestaat uit een parcours met zes verschillende obstakels. Ze moeten op een IKEA-bank gaan zitten en weer opstaan, een korte slalom doen, een heuveltje oplopen en bovenaan  een deur open en dicht doen om vervolgens het heuveltje weer af te lopen, over kleine stenen lopen en een trap op en af lopen. De deelnemers hebben tien minuten om het hele parcours af te leggen. Ze verdienen punten voor elk obstakel dat ze afronden, maar mogen zo veel overslaan als ze willen.

Het witte skelet van het Russische Neuro Walk lijkt niet te werken vlak voor de race. Na kort overleg pakken de Russen hem op en dragen hem met piloot en al naar de startlijn. De anderen verzamelen zonder problemen. Als ze allemaal klaar staan, telt er een robotachtige stem af door de stadionspeaker. Three, two, one…

Het skelet van SG Mechatronics uit Zuid-Korea stapt naar de bank en gaat snel zitten. Team Roki uit Mexico is iets langzamer. De Rus blijft stil. Alle onderzoekers van andere teams kijken niet per se naar de race, maar vooral naar de technologie. Ze bestuderen hoe hun tegenstanders omgaan met gewicht, structuur en balans.

cybathlon-body-image-1476879882De Koreaan Byeongwook Kim op het parcours. (Foto door ETH Zürich/Alessandro Della Bella)

De dag voor de race maakte het Roki-team een grote entree. De bouwkundigen droegen sombrero’s en Mexicaanse vlaggen als capes. Twee leden van het team hadden hun benen soepeltjes over hun schouder gegooid. De Mexicanen leken vrolijk en vol met zelfvertrouwen.

Het exoskelet van Roki is een commercieel product, dat gewoon te koop is in Mexico. Het bedrijf promoot het als “de meest toegankelijke exo op aarde,” en kost zo’n 13.000 euro.

De teamleden vergelijken hun aantekeningen. IHMC’s exoskelet heeft meer kracht, maar hij weegt 37,5 kilo dus hij is ook twee keer zo zwaar. De piloot van de Roki gebruikt geen krukken, maar er moet wel iemand meelopen voor ondersteuning.

De piloot van de Roki loopt langzaam. Zijn skelet lijkt weinig kracht te hebben en heeft moeite met het gewicht van de piloot. De uitdrukking op zijn gezicht geeft een pijnlijke indruk. De persoon naast hem gaat van kant naar kant terwijl de piloot continu dreigt in te storten.

De Zuid-Koreaanse piloot gebruikt wel krukken. Het gaat hem een stuk beter af, tot het moment dat een kruk wegglijdt en hij bijna valt. Hij pauzeert, zoekt balans, en staat op van de bank. Hij loopt rustig naar de slalom en de verhoogde deur. Hij ligt ver voor op de andere twee. De deur opent hij zonder probleem. Het sluiten is lastiger, omdat hij daarvoor naar achter moet leunen en de deurknop naar zich toe moet trekken. Maar de Koreaanse piloot heeft een slimme tactiek: hij bindt een touwtje aan zijn exo en aan de deurknop, zodat de deur dichtgaat terwijl hij doorloopt.

Van dit soort momenten worden de onderzoekers en bouwkundigen compleet gelukkig. Hun exoskeletten zijn enorm indrukwekkend, maar het zijn uiteindelijk de makkelijke oplossingen die door hen ‘geniaal’ worden genoemd. De Zuid-Koreaan bereikt de trap. De piloot is aan het afdalen, maar met slechts een paar treden te gaan is de tijd voorbij. De piloot van Roki komt niet verder dan de slalom. De Rus kan niet eens van de bank opstaan zonder hulp. Hij eindigt zonder punten.

____________

Terwijl Daniël zich naar de startlijn verplaatst, durven enkele teamleden van het IMHC niet meer te kijken. De groep rationele wetenschappers is plotseling ontzettend bijgelovig. Smith vertelt me bijvoorbeeld dat zijn aanwezigheid “bad voodoo” is. Hij kijkt afgezonderd van de rest ergens verderop naar de wedstrijd. Andere teamleden denken juist dat hun aanraking vervloekt is. Zij mogen het pak pas aanraken als het kapot is. Dus als alles volgens plan gaat, zullen ze het pak in Europa helemaal niet aanraken.

Daniël zet een indrukwekkend optreden neer. De tegels, het stukje waar hij het meest bang voor was, waren geen probleem. Zijn skelet is het enige skelet met actuatoren op zijn enkels. Deze aandrijving kan dezelfde kracht genereren als een menselijke kuitspier. Daniël finisht in de heat slechts enkele seconden achter een 44-jarige Duitser genaamd Andre van Rueschen.

cybathlon-body-image-1476880186Mark Daniel en Cybathlon kampioen Van Reuschen. (Foto door ETH Zürich/Alessandro Della Bella)

Van Reuschen ziet eruit als een gepensioneerde atleet en dankzij zijn pak (van het bedrijf ReWalk) kan hij gemakkelijk bewegen. Zijn pak heeft alleen geen verstevigde enkels, dus hij moet het discipline met de tegels overslaan. Hij deed wel een ander discipline dat Daniël weer oversloeg. Daardoor had Van Rueschen zeven punten meer.

Op basis van het puntenaantal mag Daniël toch naar de finale. Hij is ervan overtuigd dat zijn pak beter is en dat hij Van Rueschen kan verslaan. Die discussie wordt voortgezet in de kleedkamer, die ze delen met twee andere teams. Het exoskelet ligt als een lijk op de tafel. Cobb wil een aantal details veranderen maar Neuhaus spreekt hem tegen. Daniël sluit zich aan bij Neuhaus: “We veranderen helemaal niks.”

____________

Terwijl Daniël op zoek is naar focus aan de startlijn, zoomt een televisiecamera in op zijn gezicht. Hij glimlacht naar de camera. Het publiek zit op het puntje van hun stoel. Een drone vliegt over hen heen. De robotstem telt weer af en Daniël vertrekt richting de bank.

Hij gaat als eerste zitten en probeert direct weer op te staan, maar zijn krukken glijden twee keer weg. Nog steeds staat hij eerder dan de anderen. Pas aan de voet van de eerste heuvel haalt de Duitser hem bij. Het gaat gelijk op, ze zijn maar een paar seconden van elkaar verwijderd. Ze sluiten bijna tegelijkertijd de deur op de heuvel. Maar onderaan de heuvel verliest Daniël zijn balans en begint hij te wankelen.

“Het komt goed,” schreeuwt Craig naar de spotters naast Daniël, die hem eigenlijk al wilden vastpakken. Craig wil dat voorkomen totdat hij echt valt, want als ze hem aanraken is hij gediskwalificeerd voor dat ene obstakel.

Na een aantal tenenkrommende seconden herstelt Daniël zich zonder hulp. Hij haalt even adem. Hij loopt door naar de tegels. De Koreaanse piloot ligt niet ver meer achter. Daniël heeft geen problemen met de tegels, in tegenstelling tot de Koreaan. Na een paar stappen buigen de benen van zijn skelet min of meer naar de zijkant. De fans bereiden zich voor op een harde val, maar de spotters stappen op tijd in en pakken hem vast. De race van Koreaan is voorbij.

Het Zwitserse team komt ook niet tot de finish door een systeemfout in de eerste paar minuten. Daniël en Van Rueschen gaan als enige door. Ze komen tegelijkertijd bij de trap aan, het laatste obstakel. Daniël pakt al snel een voorsprong. De aandrijving in zijn enkels geven hem de extra kracht om in een keer door te stappen. Van Rueschen moet op elke trede even stil staan.

De Duitser heeft echter wel het voordeel in de afdaling. De enkelaandrijving zal Daniël weinig helpen. Van Rueschen kan voorwaarts de trap af lopen en verslaat Daniël daardoor met een paar seconden.

____________

In de kleedkamer na de race praat het team over hun overwinning. Is de bar nog open? Hoe duur is een biertje? Niemand weet het. Wat ze wel weten is dat de tweede plek een geweldig resultaat is. Vooraf hadden ze niet durven denken dat ze een medaille zouden halen. Ze hebben exoskeletten verslagen die al in productie zijn en verloren maar net van een man die zijn pak al meer dan twee jaar draagt. Daniël had maar twee maanden om te oefenen in zijn pak.

“We blijven relevant,” concludeert Neuhaus. “We houden onze reputatie hoog”.

cybathlon-body-image-1476880011Mark Daniel met Peter Neuhaus. (Foto door ETH Zürich/Alessandro Della Bella)

Hoe nu verder? Het is een vraag waar het team nog niet veel over heeft nagedacht. Nu de wedstrijd voorbij is, wacht het echte leven weer. Neuhaus zal zich met wat andere projecten bezighouden. Hij zal vooral op zoek gaan naar investeerders. Daniël is van plan om met een paar teamleden een roadtrip naar Londen te maken, maar daarna is zijn toekomst een beetje vaag. Hij heeft het plan om de eerste persoon te zijn die het American Discovery Trail, van Delaware naar Californië, in een rolstoel aflegt. Hij heeft al wat sponsors, maar wacht nog even totdat het wat warmer is.

Voordat het team naar het hotel vertrekt, komt er een filmploeg de kleedkamer binnen. Een journalist praat met Neuhaus een beetje over de technologie. Billy Howell, de mediaspecialist van IHMC, wil graag benadrukken dat Daniël na alles alsnog in zijn rolstoel blijft. De journalist weet even niet zo goed wat hij daarop moet zeggen.

Neuhaus kijkt weg. Hij houdt tranen achter en zegt dat hij heel graag Daniël het exoskelet mee naar huis had laten nemen. Daniël rolt naar ze toe, ook vechtend tegen de tranen. Hij legt zijn arm om Neuhaus heen.

“Ooit zal ik er een hebben,” zegt hij.

Mis niets! Like VICE Sports Nederland voor je dagelijkse dosis ijzersterke sportverhalen: