Ein neu entwickeltes Soft-Exoskelett kann Menschen helfen, die beim Gehen beeinträchtigt sind. Das verwendete Material soll lernfähig sein und sich je nach Bewegungsablauf mehr oder weniger versteifen.
Wer aufgrund eines Schlaganfalles oder von Geburt an beim Gehen beeinträchtigt ist, kann heutzutage mittels Stützstrukturen wieder besser laufen. Doch diese meist schweren und unflexiblen Konstruktionen passen sich oft nur einem Teil des Bewegungsablaufes an. Deshalb entwickeln Forscher der Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften (ZHAW) in der Schweiz zusammen mit europäischen Partnern eine Stützstruktur, welche sich je nach Bewegung versteift oder weich wird.
Das innovative Gewebe wird mit Sensoren ausgerüstet, mit deren Hilfe eine integrierte Elektronik die Bewegung der betroffenen Gliedmaßen lernt und diese dann im richtigen Augenblick stützt, entlastet oder sich frei bewegen lässt. Die Konstruktion soll dünn sein und wie Leggins oder Socken unter der Kleidung getragen werden können. Das Projekt trägt den Titel Xosoft und wird von der EU wie auch vom Bund im Rahmen der Übergangslösung zu Horizon 2020 unterstützt. Mit der Entwicklung hat das aus neun Partnern bestehende europäische Konsortium im Februar 2016 begonnen. Einen ersten Prototyp planen die Forschenden bereits im ersten Jahr des dreijährigen Projekts.
Ein Anwendungsbeispiel für Xosoft sei der so genannte Fallfuß, so Christoph Bauer, Physiotherapie-Forscher an der ZHAW. Das betreffe Patienten, bei denen beispielsweise die vordere Seite der Fußmuskeln gelähmt sei, der Fuß dadurch herunterhänge und beim Gehen schleife. „Xosoft könnte beispielsweise mit Sensoren erkennen, wann die Schwungphase beginnt, und dann dem Antriebselement übermitteln, wann es stabilisieren soll. Oder dadurch sogar eine Bewegung auslösen, welche den Fuß hochzieht. Beim Landen würde das Exoskelett dann wieder weich werden. Das können herkömmliche feste Hilfsmittel, so genannte Orthesen, im Moment nicht.“ Das Prinzip hinter dem sich in der Festigkeit verändernden Material sind Strukturen, welche auf elektrische Felder reagieren. Dieses Material entwickeln die Projektpartner vom Italian Institute of Technology IIT.
„Der Bewegungsablauf wird über Algorithmen erfasst, welche die Daten der eingesetzten Sensoren auswerten“, erklärt Konrad Stadler, der im Bereich Regelungstechnik an der ZHAW School of Engineering forscht. Dahinter stecke ein Modell der Bewegungsabfolgen beim Gehen, welches auf den jeweiligen Patienten angepasst werde. Die Programmierung der Algorithmen hänge im Wesentlichen davon ab, welche Sensoren eingesetzt würden. Mögliche Kandidaten sind laut Stadler Drucksensoren, Elektro-Myogramm oder Lagesensoren. Elektro-Myogramme messen die natürliche elektrische Spannung in einem Muskel und die Lagesensoren die Position im Raum.
Die Form der Stützstruktur soll grundsätzlich bequem und unauffällig sein – damit die Patienten die Gehhilfe den ganzen Tag lang einfach unter der Kleidung tragen können.
Weitere Informationen: www.xosoft.eu
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