Advertisement

Soft Robotics pp 184-197 | Cite as

Aspects of Human Engineering – Bio-optimized Design of Wearable Machines

  • C. Hochberg
  • O. Schwarz
  • U. Schneider
Conference paper

Abstract

This chapter outlines important factors for the design process of wearable robots. First, the challenges are discussed and possible user groups are detailed and categories of devices given. Then, major differences of classical design methods from the field of robotics are illustrated. This is due to linking between the machine and the user and challenges of user intention detection. Finally, some design approaches, guidelines and best practices for the development of wearable devices are discussed.

Keywords

Functional Replacement Passive Joint Force Assistance Wearable Robot Wearable Machine 
These keywords were added by machine and not by the authors. This process is experimental and the keywords may be updated as the learning algorithm improves.

Preview

Unable to display preview. Download preview PDF.

Unable to display preview. Download preview PDF.

References

  1. [1]
    G. F. Hamann, M. Siebler und W. von Scheidt, Schlaganfall: Klinik, Diagnostik, Therapie, Interdisziplinäres Handbuch, Landsberg/Lech: ecomed Verlagsgesellschaft, 2002.Google Scholar
  2. [2]
    R. K. Institut, „Gesundheit in Deutschland,“ Gesundheitsberichterstattung des Bundes, pp. 27–28, 2006.Google Scholar
  3. [3]
    Ärztezeitung, „Schlaganfall in Zahlen,“ 2008. [Online]. Available: http://www.aerztezeitung.de/medizin/krankheiten/herzkreislauf/schlaganfall/article/494572/schlaganfall-zahlen.html. [Zugriff am 16 July 2014].
  4. [4]
    P. Heuschmann, O. Busse, M. Wagner, M. Endres, A. Villringer, J. Röther, P. Kolominsky-Rabas und K. Berger, „Schlaganfallhäufigkeit und Versorgung von Schlaganfallpatienten in Deutschland,“ Akt Neurol (Aktuelle Neurologie), Bd. 37, Nr. 07, pp. 333–340, 2010.CrossRefGoogle Scholar
  5. [5]
    WHO, “Factsheets,” [Online]. Available:http://www.who.int/mediacentre/factsheets/fs310/en/. [Accessed 16 July 2014].
  6. [6]
    S. C. Johnston, S. Mendis und C. D. Mathers, „Global variation in stroke burden and mortality: estimates from monitoring, surveillance, and modelling,“ The Lancet Neurology, Bd. 8, Nr. 4, pp. 301–412, April 2009.CrossRefGoogle Scholar
  7. [7]
    M. Jäger and e. al., “Ermittlung der Belastung der Lendenwirbelsäule bei ausgewählten Pflegetätigkeiten mit Patiententransfer. Dortmunder Lumbalbelastungsstudie 3,” Shaker Verlag, Aachen, 2005.Google Scholar
  8. [8]
    Bundesministerium für Arbeit und Soziales, “Sicherheit und Gesundheit bei der Arbeit 2009,” DruckVerlag Kettler GmbH, Bonen, Westfalen, 2011.Google Scholar
  9. [9]
    S. Freitag and e. al., “Messtechnische Analyse von ungünstigen Körperhaltungen bei Pflegekräften - eine geriatrische Station im Vergleich mit anderen Krankenhausstationen,” ErgoMed, vol. 5, no. 5/2007, 2007.Google Scholar
  10. [10]
    S. Freitag, „CUELA-Studie der BGW - Wirbelsäulenbelastung in der Pflege. Tagungsbericht VIII,“ in Potsdamer BK-Tage, Berlin, 2011.Google Scholar
  11. [11]
    Baum, Beck und e. Al., Leitfaden – Prävention von Rückenbeschwerden in der stationären Altenpflege, Hamburg: Berufsgenossenschaft für Gesundheitsdienst und Wohlfahrtspflege – BGW, 2008.Google Scholar
  12. [12]
    [12]H. v. Rosenberg, „ Identifikation von Willkürsignalen zur Bewegungskontrolle einer Beinprothese,“ in Stuttgarter Beiträge zur Produktionsforschung, Bd. 3, Stuttgart, Universität Stuttgart, 2012.Google Scholar
  13. [13]
    I. A. Kapandji, Funktionale Anatomie der Gelenke, Stuttgart: Georg Thieme Verlag, 2009.Google Scholar
  14. [14]
    H. Frick und e. al, Spezielle Anatomie, 4 Hrsg., Georg Thieme Verlag, 1992.Google Scholar
  15. [15]
    T. Lanz und W. Wachsmuth, Praktische Anatomie Bein und Statik Ein Lehr- und Hilfsbuch der anatomischen Grundlagen ärztlichen Handelns, Heidelberg: Springer Verlag Berlin, 1972.Google Scholar
  16. [16]
    K. Buttgereit und O. Schwarz, Neukonzeption und Entwicklung eines Messgeräts zur, Stuttgart: Hochschule Ulm, Fraunhofer IPA, 2011.Google Scholar
  17. [17]
    A. Schiele, Fundamentals of Ergonomic Exoskeleton Robots, Delft: Technische Universiteit Delft, 2008.Google Scholar
  18. [18]
    sizeGERMANY Projekt, HUMAN SOLUTIONS GmbH & Hohensteiner Institute, 2008.Google Scholar
  19. [19]
    H. Schmidtke und I. Jastrzebska-Fraczek, Ergonomie - Daten zur Systemgestaltung und Begriffsbestimmungen, München: Carl Hanser Verlag, 2013.CrossRefGoogle Scholar
  20. [20]
    J. L. Pons und e. al., Wearable Robots - Biomechatronic Exoskeletons, Madrid: John Wiley & Sons. Ltd, 2008.Google Scholar
  21. [21]
    A. Ebrahimi, D. Minzenmay, B. Budaker und U. Schneider, „Bionic Upper Orthotics with Integrated EMG Sensory,“ The 23rd IEEE International Symposium on Robot and Human Interactive Communication, 2014.Google Scholar
  22. [22]
    G. Kwakkel, R. Wagenaar, J. Twisk, G. Lankhorst und J. Koetsier, „Intensity of leg and arm training after middle-cerebral-artery stroke: a randomized trial,“ Lancet, pp. 191–196, 1999.Google Scholar
  23. [23]
    R. v. Peppen, G. Kwakkel, B. Harmeling-van der Wel, B. Kollen, J. Hobbelen, J. Buurke und e. al., „KNGF Clinical Practice Guideline for physical therapy in patients with stroke. Review of the evidence. [Translation 2008],“ Bd. 114, Nr. 5, p. (Suppl.), 2004.Google Scholar
  24. [24]
    M. Pohl, C. Werner, M. Holzgraefe, G. Kroczek, J. Mehrholz, I. Wingen-dorf, G. Hoölig, R. Koch and H. S., “Repetitive locomotor training and physio-therapy improve walking and basic activities of daily living after stroke: a single-blind, randomized multi-centre trial,” Clinical Rehabilitation, vol. 21, pp. 17–27, 2007.CrossRefGoogle Scholar
  25. [25]
    I. Rechenberg, Bionik auf dem mathematischen Prüfstand - Optimallösungen als Ergebnis der Evolution, TU Berlin, p. 32.Google Scholar
  26. [26]
    F. Regenfelder, Optimierung eines roboterbasierten Versuchaufbaus zur Bestimmung biomechanischer Eigenschaften des Kniegelenks in 6 Freiheitsgraden, München: TU München, 2006.Google Scholar

Copyright information

© Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2015

Authors and Affiliations

  • C. Hochberg
    • 1
  • O. Schwarz
    • 1
  • U. Schneider
    • 1
  1. 1.Fraunhofer Institute for Manufacturing Engineering and Automation IPAStuttgartGermany

Personalised recommendations