Exoskeletons are ready-to-wear external systems to support and enhance human biological capabilities and are keystones to performance enhancement in various fields ranging from clinical use to heavy work and maintenance. Wandercraft's offering, Atalante, is particularly unique as it has been developed as a self-balancing exoskeleton. It is currently used in healthcare facilities and is secured with a winch in the event of a fall.

The companies aim for patients to use their system independently in both indoor and outdoor environments. This project aims to provide insight into patient and exoskeleton fall behavior and protection. To do so, the main objectives were to identify the most critical human regions to protect and the relevant damage criteria and thresholds, to characterize and time the cases, and to pinpoint the impact and assess the feasibility of further work using simulation tools.

The head, neck, spine and trunk were marked as important areas to protect. For these regions, damage levels above the AIS1 scale were deemed unacceptable. Relevant damage criteria and thresholds were outlined. Compared to an experimental test case, the developed Abaqus model showed promising results in terms of airbag behavior and monitoring (pressure and volume). The system's slow walk and turn around were validated and the results were judged to be significantly robust for analyzing fall behaviors. These initial results showed a tendency to fall backwards. The amount of side and frontal crashes was not negligible and still drove the airbag development strategy. It was also seen that airbags may not cover collisions such as knees, hips and upper extremities.

Such results proved encouraging and laid the foundation for the finer case study of using Wandercraft's exoskeleton. Future work should focus on the damage characterization, using verified anthropomorphic test devices in both experiments and simulations.

Exoskelett är externa system redo att bäras för att stödja och förbättra mänskliga biologiska kapaciteter och är nyckelstenar till prestandaförbättringar inom olika områden, allt från klinisk användning till tungt arbete och underhåll. Wandercrafts erbjudande, Atalante, är särskilt unikt eftersom det har utvecklats som ett självbalanserat exoskelett. Den används för närvarande på vårdinrättningar och säkras med en vinsch vid ett fall.

Företagen strävar efter att patienterna använder sitt system självständigt i både inomhus-och utomhusmiljöer. Detta projekt syftar till att ge insikt om patientens och exoskelettets fallbeteende och skydd. För att göra det var huvudmålen att identifiera de mest kritiska mänskliga regionerna att skydda samt de relevanta skadekriterierna och tröskelvärdena, att karakterisera och tajma fallen samt att peka ut påverkan och bedöma genomförbarheten av ytterligare arbete med hjälp av simuleringsverktyg.

Huvudet, nacken, ryggraden och bålen märktes som viktiga områden att skydda. För dessa regioner bedömdes skadenivåer över AIS1-skalan oacceptabla. Relevanta skadekriterler och trösklar skisserades. Jämfört med ett experimentellt testfall visade sig den utvecklade Abaqus-modellen visa lovande resultat när det gäller krockkuddars beteende och övervakning (tryck och volym). Systemets långsamma gång och Turn Around validerades och resultaten bedömdes vara signifikant robusta för att analysera fallbeteenden. Dessa initiala resultat visade en tendens till fall bakåt. Mängden sido- och frontvända fall var inte försumbara och drev fortfarande krockkuddens utvecklingsstrategi. Man såg också att krockkuddar kanske inte täcker kollisioner såsom knän, höfter och övre extremiteter.

Sådana resultat visade sig vara uppmuntrande och lade grunden för den finare studien av fall när man använde Wandercrafts exoskelett. Framtida arbete bör fokusera på skadekarakteriseringen, med användning av verifierade antropomorfa testanordningar i både experiment och simuleringar.