Amos Winter: De goedkope rolstoel voor elk terrein

Leven met een handicap is nergens ter wereld gemakkelijk, maar in een land als de Verenigde Staten is er veel beschikbaar waarmee je dat leven gemakkelijker kunt maken. In een gebouw neem je een lift. Bij het oversteken van de straat heb je verlaagde drempels. Als je wat verder moet gaan dan je op eigen kracht kan, zijn er toegankelijke voertuigen. Als je je die niet kan veroorloven, is er toegankelijk openbaar vervoer.

Maar in de derde wereld liggen de zaken anders. Er zijn 40 miljoen mensen die een rolstoel nodig hebben, maar er geen hebben. De meerderheid ervan leeft op het platteland, waar toegang tot de gemeenschap, werk en onderwijs neerkomt op lange afstanden afleggen over oneffen terrein, vaak op eigen kracht. De voor deze mensen beschikbare toestellen zijn meestal niet gemaakt voor die omstandigheden, gaan snel stuk en zijn moeilijk te repareren.

Ik bestudeerde in 2005 rolstoelen in ontwikkelingslanden, toen ik in de zomer in Tanzania bezig was met de stand van de techniek te evalueren. Ik sprak er met rolstoelgebruikers, rolstoelfabrikanten en gehandicaptenorganisaties. Ik had al snel door dat geen enkele rolstoel ontworpen was voor het platteland, eentje die snel en efficiënt bewoog over allerlei terrein. Als werktuigkundig ingenieur aan het MIT met tal van hulpmiddelen wilde ik daar iets aan doen.

Omdat het ging over lange afstanden afleggen op ruw terrein dacht ik meteen aan een mountainbike. Een mountainbike is daar goed in omdat hij een tandwieloverbrenging heeft die je naar een lage versnelling kunt schakelen om een heuvel te beklimmen of om door modder en zand te ploegen. Zo krijg je een groot koppel, maar een lage snelheid. Als je sneller wil gaan op vlakke weg kan je naar een hogere versnelling. Dan krijg je minder koppel, maar hogere snelheden. Het lijkt logisch om een rolstoel te maken met onderdelen van een mountainbike. Veel mensen hebben dat gedaan. Deze twee producten zijn beschikbaar in de V.S., maar moeilijk om over te brengen naar ontwikkelingslanden. Ze zijn veel te duur. Daar heb je een product nodig dat maximaal 200 dollar mag kosten. Dat ideale product moet ook nog eens ongeveer vijf kilometer per dag kunnen afleggen zodat je naar je werk of naar school kunt over verschillende soorten terrein. Maar thuis of op je werk moet hij klein en wendbaar genoeg zijn. Als hij daarbij op het platteland lang moet meegaan, moet hij ter plekke gerepareerd kunnen worden met de lokale gereedschappen, materialen en kennis. Hoe maak je een systeem dat eenvoudig is, maar je toch een groot mechanisch voordeel geeft? Hoe maak je iets als een mountainbike voor je armen, maar veel goedkoper en eenvoudiger dan een mountainbike?

Zoals vaak met eenvoudige oplossingen staat het antwoord voor je neus. Voor ons waren dat hefbomen. Wij gebruiken de hele tijd hefbomen: in werktuigen, deurknoppen, delen van fietsen. Mijn aha-belevenis kwam toen ik voor mijn ontwerpboekje zat en nadacht over hoe je een hefboom vastgrijpt. Als je hem bij het einde grijpt, heb je een lange machtarm en krijg je een groot koppel bij het heen en weer duwen, en daardoor een lage versnelling. Als je hem beneden vastgrijpt, krijg je een kortere machtarm maar maak je een grotere hoek bij elke slag met als gevolg een grotere rotatiesnelheid en een hogere versnelling. Het leuke aan dit systeem is dat het mechanisch zeer eenvoudig is. Je kan het maken met technologie die al honderden jaren gekend is. Zo ziet de Leveraged Freedom Chair er nu uit, na een paar jaar ontwikkeling. We gaan hem nu in productie brengen. Dit is een fulltime rolstoelgebruiker -- hij is verlamd -- in Guatemala. Je ziet dat hij op vrij ruw terrein kan bewegen. De belangrijkste vernieuwing is dat wanneer hij snel wil gaan, hij de hefbomen dicht bij de draaipunten beetpakt en bij elke slag een grote hoek maakt. Als het moeilijker wordt, laat hij zijn handen naar boven glijden, maakt een groter koppel en baant zijn weg door het ruwe terrein.

De mens is het meest complexe onderdeel in dit systeem. De mens is het meest complexe onderdeel in dit systeem. Hij laat zijn handen op en neer glijden langs de hefbomen, zodat het mechanisme zelf zeer eenvoudig mag zijn. Het wordt samengesteld uit delen van fietsen die je overal ter wereld kunt vinden. Omdat die fietsonderdelen overal beschikbaar zijn, zijn ze goedkoop. Ze worden bij de vleet gefabriceerd in China en India. Ze zijn overal ter wereld te vinden, je kan de stoel overal bouwen, en nog belangrijker, herstellen in eender welk dorp door een lokale fietshersteller met lokale hulpmiddelen, kennis en onderdelen. Als je de LFC binnenshuis wilt gebruiken, hoef je alleen maar de hefbomen uit de aandrijving te trekken, in het frame op te bergen, en je hebt een normale rolstoel die je net als elke gewone rolstoel kunt gebruiken. We maakten hem net zo breed als een normale rolstoel, zodat hij door een standaard deuropening kan. Hij is ook laag genoeg om onder een tafel te kunnen en klein en wendbaar genoeg om in een badkamer te passen. De gebruiker kan naar het toilet De gebruiker kan naar het toilet net als met een normale rolstoel.

Drie belangrijke punten wil ik even benadrukken. Ze zijn echt een voordeel van dit project. Het eerste is dat dit product goed werkt omdat we strenge ingenieurskunst en analyse effectief konden combineren met op de gebruiker gericht design en rekening hielden met sociale, traditionele en economische factoren voor rolstoelgebruikers in ontwikkelingslanden. Als wetenschapper aan het MIT en werktuigkundig ingenieur kan ik kijken naar het soort terrein waarop je wil rijden en er zo achter komen hoeveel weerstand het biedt. Ik let ook op welke onderdelen beschikbaar zijn en combineer ze om erachter te komen welke tandwieloverbrenging we kunnen gebruiken. Ik kijk naar het vermogen en de kracht die je met je bovenlichaam kunt ontwikkelen om te analyseren hoe snel je moet kunnen gaan met deze stoel door de hefbomen te bedienen.

Met beginnersenthousiasme maakte ons team een prototype, bracht dat in 2008 naar Tanzania, Kenia en Vietnam om te ontdekken... dat het niet deugde. We hadden te weinig geluisterd naar de gebruikers. Toen we testten met rolstoelgebruikers en met rolstoelfabrikanten kregen we de juiste feedback. We luisterden niet alleen naar hun problemen, maar ook naar hun oplossingen. Vandaar ging het terug naar de tekentafel voor een nieuw ontwerp. In 2009 keerden we terug naar Oost-Afrika. Het werkte een stuk beter dan een normale rolstoel op oneffen terrein, maar voor binnenshuis voldeed het nog niet goed want het was te groot, te zwaar en moeilijk te bewegen. Terug naar de tekentafel dus. We kwamen met een beter ontwerp, 9 kilo lichter en niet breder dan een gewone rolstoel. We testten hem in Guatemala. Nu was hij voldoende ver ontwikkeld om in productie te gaan.

Als ingenieurswetenschappers konden we de prestaties van de Leveraged Freedom Chair kwantificeren. Hier zie je enkele foto's van onze proef in Guatemala. We testten de LFC op een terrein van een dorp. We maten de biomechanische parameters, hun zuurstofverbruik, hoe snel ze gingen, hoeveel vermogen ze konden opbrengen. Zowel met hun reguliere rolstoelen als met de LFC. We vonden dat de LFC op deze terreinen ongeveer 80 procent sneller was dan een normale rolstoel. Hij is ook ongeveer 40 procent efficiënter dan een gewone rolstoel, door het mechanisch voordeel van de hefbomen. Daarmee kun je een 50 procent hoger koppel produceren en je een weg banen door zeer ruw terrein.

De tweede les die we leerden was dat de beperkingen op dit ontwerp de innovatie echt vooruithielpen, omdat de prijs zo laag moest zijn, omdat het apparaat over veel soorten terrein, maar ook nog binnenshuis moest kunnen bewegen en omdat het eenvoudig te herstellen moest zijn. Daardoor eindigden we met een fundamenteel nieuw product, een innovatie op een gebied waar er in honderd jaar niet veel veranderd was. Dat komt niet alleen de derde wereld ten goede. Waarom ook niet in landen als de VS? We gingen samenwerken met Continuum, een plaatselijk ontwerpbureau hier in Boston om een versie voor de ontwikkelde wereld te maken. Die zou voornamelijk in de VS en Europa verkocht worden, aan klanten met een hoger inkomen.

Mijn laatste punt is dat ik denk dat dit project slaagde, omdat we alle belanghebbenden in dit project aan bod lieten komen. Het is van het grootste belang dat de technologie van bij de aanvang door middel van innovatie, validatie, commercialisering en verspreiding, begint en eindigt met de eindgebruikers. Deze mensen definiëren de vereisten van de technologie en deze mensen moeten het eindproduct accepteren door te zeggen: "Ja, het werkt. Het voldoet aan onze behoeften." Academici zoals ik kunnen innoveren, analyseren en testen, data verzamelen en prototypes maken, maar hoe commercialiseer je een prototype? Om die kloof te overbruggen, heb je mensen zoals die van Continuum nodig. We stichtten een NGO om onze stoel op de markt te krijgen - Global Research Innovation Technology (Wereldwijd Onderzoek Innovatie Technologie). Een grote fabrikant in India, Pinnacle Industries, is klaar om 500 stoelen per maand te gaan maken. Volgende maand verlaat de eerste partij van 200 de fabriek voor levering in India. Om ten slotte op schaal te kunnen leveren, werken we samen met de grootste gehandicaptenorganisatie in de wereld, Jaipur Foot.

De kracht van deze manier van werken is de samenwerking van alle belanghebbenden in elke schakel in de keten van bij de aanvang van een idee tot aan de realisatie in het veld. Daar ontstaat de magie. Een academicus als ik kan analyseren, testen, een nieuwe technologie creëren en kwantitatief bepalen hoe de prestaties verbeteren. Je kan samenwerken met de belanghebbende partijen zoals de fabrikanten, met hen praten, gebruik maken van hun lokale kennis en hun klanten. Je kan die kennis met onze technische kennis combineren om iets grootser te maken dan elk van ons alleen kon gedaan hebben. Dan kun je ook de eindgebruiker in het ontwerpproces betrekken, hem niet alleen vragen wat hij nodig heeft, maar hem ook vragen hoe hij denkt dat het kan worden gerealiseerd.

Deze foto is genomen in India tijdens onze laatste veldproef, waar we een acceptatiegraad van 90 procent hadden. Mensen verkozen het gebruik van onze Leveraged Freedom Chair boven hun normale rolstoel. Op deze foto zie je Ashok. Ashok had een ruggenmergletsel door een val uit een boom. Hij werkte als kleermaker, maar door zijn letsel kon hij in zijn gewone rolstoel de kilometer naar zijn werk niet meer afleggen. De weg was te ruw. Maar de dag nadat hij een LFC kreeg, sprong hij erin, reed die kilometer, opende zijn winkel en kreeg even later een contract om schooluniformen te maken. Hij kwam weer aan de kost en kon zijn familie onderhouden. Ashok: Door jullie kon ik weer werken. Ik bleef een dag thuis. De volgende dag ging ik naar mijn winkel. Nu is alles terug normaal. Amos Winter: Dank voor jullie aandacht.

(Applaus)