Onderzoek van elite-atleten dragen bij aan het ontwerp van de nieuwste, revolutionaire, robuuste en aanpasbare protheses. We interviewde onderzoeker Tijmen Seignette over zijn ambities om de huidige manier van prothese-design te veranderen.
Een baanbrekend onderzoeksproject uit 2020, geleid door de Technische Universiteit Delft en Gyromotics, dook in de unieke vereisten van kinderen die ondersteunende protheses voor de onderste ledematen gebruiken. Deze bevindingen benadrukten dat jongeren meer vatbaar zijn voor het beschadigen van hun prothesetoestellen vanwege hun actieve natuur. Bovendien benadrukte de studie de behoefte aan grotere aanpasbaarheid in kinderprothesen, omdat groeispurten ervoor kunnen zorgen dat de apparaten te star of te flexibel worden.
De resultaten van het onderzoek inspireerden Tijmen Seignette, onderzoeker aan de TU Delft, om manieren te vinden om protheses voor kinderen robuuster, comfortabeler en aanpasbaarder te maken naarmate kinderen groeiden. Tijmen presenteerde zijn afstudeerproject getiteld 'Measuring Ground Reaction Forces in Running Specific Prostheses - A Fiber Optic Sensing Approach', waarbij hij samen met Photon First en Gyromotics een sensorsysteem ontwierp voor prothesen die specifiek voor hardlopers zijn bedoeld. Zijn systeem kan worden gebruikt om de sprintprestaties van Paralympische atleten te verbeteren en om ontwerpkeuzes voor protheses te valideren. Seignette diende zijn onderzoek in voor de Boost Your Talent Awards van de Precisibeurs, waar hij de € 5000 Wevolver-prijs won. De Precisiebeurs wordt georganiseerd door Mikrocentrum.
We spraken onlangs met Seignette om te praten over wat zijn project nu precies inhoudt en hoe hij de toekomst van protheses ziet.
Wanneer is het project begonnen? Wat was je motivatie en hoe zagen de vroege iteraties eruit?
Thijmen vertelt: "Het project voor het meten van grondreactiekrachten op protheses begon in de zomer van 2020 als afstudeerproject voor mijn masterproefschrift bij de afdeling Biomedische Technologie aan de Technische Universiteit Delft. In een eerder afstudeerproject was een ontwerp gemaakt voor een nieuwe prothese. Er was echter geen validatiemethode voor dit ontwerp direct beschikbaar. Daarom heb ik in het project geprobeerd een meetsysteem te ontwerpen dat GRF-metingen tijdens het hardlopen mogelijk zou maken, omdat deze krachten zeer belangrijke parameters zijn voor efficiënt sprinten.
De vroege iteraties van de geïnstrumenteerde prothese waren gebaseerd op FBG-vormdetectieprototypes waar ik kennis mee maakte tijdens mijn stage bij PhotonFirst in Alkmaar, Nederland. Tijdens deze stage leerde ik hoe ik berekeningen kon uitvoeren over vervormingen in (composiet) materialen met behulp van optische sensoren. Ik leerde ook hoe ik FBG's kon toepassen in verschillende andere gebieden en daardoor leerde ik de beperkingen, maar vooral ook de mogelijkheden van deze soorten sensoren in verschillende toepassingsgebieden kennen.
Ewoud Velu, een ingenieur bij PhotonFirst, heeft me geholpen bij het maken van de FBG-geïnstrumenteerde protheses. We hebben eerst een prothese gemaakt die voorlopige metingen mogelijk maakte, om te zien of onze methode om sensoren op het oppervlak van de prothese aan te brengen zoals verwacht zou werken. Vervolgens hebben we de sensoren in de prothese geïntegreerd, zodat deze door een atleet kon worden gebruikt voor veldtests."
Hoe belangrijk was het winnen van de Precisiebeurs Boost Your Talent Award? En welke deuren heeft dit voor je geopend?
"Dankzij de Boost Your Talent Award heb ik een professioneel netwerk kunnen opbouwen in het werkveld van engineering. Hierdoor kon ik de juiste mensen vinden om ons product verder te ontwikkelen waar ik momenteel aan werk in Project Unlimited. Door het winnen van de award werden we ook geïntroduceerd bij de Composites Engineering Challenge van Mitsubishi Chemical, waar we de Innovation Award wonnen voor het meest disruptieve en innovatieve project binnen ons vakgebied.
Daarnaast zal mijn project ook worden gepubliceerd in professionele tijdschriften zoals Mikroniek, wat betekent dat het project meer aandacht zal krijgen binnen het werkveld van sensoren en fijnmechanica." - zo vertelt een enthousiasme Thijmen.
Wil je dit jaar als bezoeker de Precisiebeurs bezoeken? Meld je dan aan, je bezoek is voor beide dagen gratis.