Att stå upprätt och gå ensam är mycket enkla men ädla rörelser som skiljer människor från många andra varelser. Bärbara och protetiska teknologier har dykt upp för att öka mänsklig funktion i förflyttning och manipulation. Dock, Framsteg inom bärbar robotteknologi har varit särskilt betydelsefulla för Byoung-Wook Kim, en triplegic i 22 år efter en förödande bilolycka.

Kim gladde sig efter att ha stått upprätt och gått igen genom att ta på sig 'WalkON Suit, ' den bärbara roboten utvecklad av professor Kyoungchul Kongs team. Ännu mer, Kim vann tredje pris i det motordrivna exoskelettloppet på Cybathlon 2016, ett internationellt cyborg -OS som arrangeras av ETH Zürich.

Nu är alla Kim och Professor Kongs team redo för Cybathlon Championship 2020. Professor Kong och hans start, Angel Robotics, höll en kickoff -ceremoni för Cybathlon 2020 på KAIST den 24 juni. Mästerskapet 2020 kommer att äga rum i Schweiz.

Endast personer med fullständig förlamning av benen till följd av ryggmärgsskador är berättigade att delta i Cybathlon, som äger rum vart fjärde år. Piloter tävlar mot varandra samtidigt som de slutför vardagliga uppgifter med hjälp av tekniska assistanssystem i sex olika discipliner:en hjärna-datorgränssnittstävling, ett funktionellt cykellopp för elektrisk stimulering, ett motordrivet armproteslopp, en driven benproteslopp, en driven exoskelet -ras, och en motorrullrace. 2016 års mästerskap drog 66 deltagare från 56 lag som representerade 25 länder.

I det motordrivna exoskelettloppet, piloter genomför vardagliga aktiviteter som att resa sig från en soffa och övervinna hinder som trappor, ramper, eller backar och upp till fyra piloter tävlar samtidigt på banor för att lösa sex uppgifter; och den pilot som löser flest uppgifter på kortast tid vinner loppet.

Kim, som demonstrerade att gå och klättra i trappan iklädd WalkON -kostymen under mediedagen för Cybathlon 2020 -kickoffceremonin den 21 juni på KAIST, sa, "Jag har varit rullstolsbunden i mer än 20 år. Jag är van vid det så jag känner att rullstolen är en av mina kroppsdelar. Jag känner inga stora svårigheter med att göra vardagliga sysslor i rullstol. Men när jag står inför det faktum att jag aldrig kommer att kunna stå upp med mina två ben igen, Jag är så förkrossad."

Han fortsatte, "Jag minns fortfarande dagen då jag stod upp med mina egna två ben ensam efter 22 år genom att bära den här roboten. Det var bortom beskrivning."

Marknaden för bärbara robotar, speciellt för exoskelettrobotar, fortsätter att växa eftersom den åldrande befolkningen har varit en stor utmaning i nästan alla avancerade länder. Den globala marknaden för dessa robotar förväntar sig en årlig tillväxt på 41,2% till 8,3 miljarder amerikanska dollar år 2025. Sjukvårdsbärbara robotar för äldre och rehabilitering utgör hälften av marknadsandelen följt av bärbara robotar för industri- och försvarsändamål.

Professor Kong från Institutionen för maskinteknik och hans kollegor utvecklade två bärbara robotsystem under 2014:WalkON Suit för kompletta paraplegics och "Angel Suit" för personer med delvis nedsatt gångförmåga såsom äldre och rehabiliteringspatienter.

Professor Kong sa efter 15 års grundforskning, teamet kan nu utveckla sina egna distinkta teknologier. Han sa att deras robotar drivs av icke-resistenta precisionsenheter med algoritmer som känner igen användarens avsikt att röra sig. Inkorporerad med protesteknik från Severance Rehabilitation Hospital, deras styrteknik har lett till produktionen av en anpassningsbar robotdräkt optimerad för varje användares fysiska tillstånd.

WalkON-dräkten, som har en maximal kraft på 250 Nm och en maximal rotationshastighet på 45 rpm, ger användaren hög energieffektivitet efter modellens fysiologi. Det tillåter användare att gå på plan mark och nerför trappor, klättra upp och ner för sluttningar, och sitta och ligga. För närvarande håller batteriet fem till sex timmar för rörelse och de ungefärliga 25 kg robotvikten är fortfarande en teknisk utmaning att uppgradera.

Professor Kongs team har ympat in AR-glasteknologi i WalkOn Suit som en av hans piloter tog på sig för fackelstafetten i PyongChang Paralympics 2018. Hans team uppgraderar nu WalkON Suit 4.0 för nästa års tävling. Severance Rehabilitation Hospital kommer att hjälpa de sju piloterna med sin utbildning.

Professor Kong sa att hans mål är att göra robotar som kan göra människor med funktionsnedsättning mycket mer oberoende. Han betonade, "Bärbara robotar bör designas för varje enskild användare. Vi tillhandahåller ett mycket bra grafiskt användargränssnitt så att vi kan designa, kontrollera, och även verifiera vår optimerade design för kundernas bästa prestanda."