Exoskelett lässt Amputierte mühelos gehen
Neuentwicklung von Forschern der University of Utah gibt Betroffenen fehlende Kraft zurück
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Lenzi (links) hilft beim Anlegen des Exoskeletts (Foto: Dan Hixson, utah.edu) |
Salt Lake City (pte003/13.10.2021/06:10)
Nachdem Stan Schaan bei einem Unfall ein Bein verloren hatte glaubte er, nie wieder ohne Gehhilfen auskommen und sich mühelos bewegen zu können, als hätte er noch zwei gesunde Beine. Dann durfte er ein neues experimentelles Exoskelett ausprobieren, das von Maschinenbauingenieuren im Bionic Engineering Lab der University of Utah https://www.utah.edu/ in Salt Lake City entwickelt worden ist, und war aufs höchste überrascht. „Es war, als trage mich der Wind die Straße entlang", schwärmte der 74-Jährige.
[b]Batteriebetriebene Motoren liefern die Kraft[/b]
Schaar ist einer von einem halben Dutzend Behinderten, die das von einem Team um Assistenzprofessor Tommaso Lenzi entwickelte Gerät bereits getestet haben. Es wird an der Taille und am Beinstumpf befestigt und ist mit Motoren ausgestattet, die von einer Batterie angetrieben werden. Ein Mikroprozessor koordiniert die Bewegungen, sodass der Behinderte keine Mühe hat, wie ein Gesunder zu gehen.
Eine Amputation oberhalb des Knies reduziert die Mobilität und Lebensqualität von Millionen von Menschen, weil ein Großteil der Beinmuskeln während der Operation entfernt wird. „Die Folge davon ist, dass das Gehen schwerfällt, obwohl sich der Betroffene in den Hüften noch bewegen kann.", sagt Lenzi. „Es fehlt vor allem an Kraft."
[b]Künstliche Intelligenz hilft beim Gehen[/b]
Eine Standard-Beinprothese für Amputierte kann die biomechanischen Funktionen eines menschlichen Beines nicht vollständig übernehmen. Deshalb strengt das Gehen Amputierte stark an, weil sie die verbliebenen Muskeln überanstrengen müssen, um voranzukommen. Lenzis Exoskelett gleicht den Mangel an Kraft vollständig aus. Das Gerät verfügt über einen leichten, effizienten elektromechanischen Aktuator. Ein Gurt um die Taille enthält benutzerdefinierte elektronische Systeme, Mikrocontroller und Sensoren, die fortschrittliche Steuerungsalgorithmen ausführen. „Die künstliche Intelligenz des Exoskeletts kann nachvollziehen, wie sich eine Person bewegt und unterstützt sie dabei. ", sagt Lenzis Doktorand Dante A. Archangeli.
[b]Mit 2,5 Kilogramm extrem leicht[/b]
Im Gegensatz zu anderen Exoskeletten, die ein relativ hohes Gewicht haben und daher viel Energie verbrauchen, ist Lenzis Modell mit etwa 2,5 Kilogramm sehr leicht. Er beschränkte sich darauf, gerade so viel Kraft zur Verfügung zu stellen wie der Behinderte tatsächlich benötigt. Er vergleicht es mit einem Elektrofahrrad, dessen Motor den Fahrer beim Treten unterstützt, nicht jedoch die ganze Arbeit übernimmt.
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