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Robotische Prothesen verbessern die Lebensqualität von Amputierten

Robotische Prothesen verbessern die Lebensqualität von Amputierten
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Robotische Orthoprothesen bieten insbesondere Oberschenkelamputierten eine neue Lebensqualität, denn sie tragen oft Prothesen, die einen hohen Kraftaufwand erfordert. Forscher eines europäischen Projektes in der Toskana entwickeln und testen bionische Beine und Exoskelette.

Zur Klinik Fondazione Don Gnocchi in Florenz fährt er am liebsten mit dem Auto. Dass Daniele Bellini vor 15 Jahren bei einem Unfall ein Bein verlor, sieht man erst auf den zweiten Blick. Der Italiener nimmt an einem europäischen Projekt teil, dass Amputierten wie ihm den Alltag erleichtern soll. Dieses Roboterbein ist einer der Prototypen. Schon nach nur zwei Sitzungen schafft Bellini, Schritt für Schritt Treppen zu steigen:

"Mit der Prothese, die ich normalerweise trage, ist das nicht möglich, ich muss nach jedem Schritt anhalten, um den Stoß abzufangen. Wenn ich die Treppe hinuntergehe, absorbiert es den Schock, aber es gibt nicht die Kraft, die nötig ist, um die Treppe hinaufzugehen", so Daniele Bellini.

Auch Baissa Abderrahman ist Oberschenkel amputiert. Er probiert einen anderen Prototyp: ein Becken-Exoskelett. Wenn er es trägt, messen die Forscher seine körperlichen und kognitiven Anstrengungen. Dr. Raffaele Molino Lova, der medizinische Koordinator von Marelab, sagt:

"Patienten mit Amputationen an den unteren Gliedmaßen brauchen viel mehr Energie zum Gehen als andere Menschen. Ziel dieser Exoskelett-Orthese ist es, die nötige Energie zu geben, damit das Gehen weniger anstrengend ist."

An diesem Exoskelett entwickelten die Wissenschaftler einen Fallschutzmechanismus: In 0,3 Sekunden erkennt und korrigiert die Orthese den Gleichgewichtsverlust, der durch ein Simulatorsystem ausgelöst wird.

Viele Forschungsergebnisse werden zusammengeführt

Im Institut für Biorobotik in Pontedera werden Forschungsergebnisse aus den verschiedensten Bereichen zusammengeführt. Einige Wissenschaftler studieren die Parameter des Gehens, andere übertragen sie auf Roboter:

"Das System soll automatisch verstehen, was man machen will. Deshalb müssen die Roboter über gewisse kognitive Fähigkeiten verfügen", erklärt Nicola Vitiello, Projektkoordinator Cyberlegs++ am Institut für Biorobotik.

Dort wurden auch Teile des bionischen Beins entwickelt. Die beiden Motoren am Knöchel und am Knie antizipieren die Bewegungen des Amputierten, dank Sensoren, die seine Bewegungen verfolgen und strategisch platziert sind:

"Die Sensoren sind in den beiden Einlagen, eine auf der Prothese und eine auf dem gesunden Bein. Es gibt 7 Trägheitsmesseinheiten. Alle diese Daten werden innerhalb der Prothese erhoben, gespeichert und verarbeitet. Wir messen also, was die Gliedmaßen genau tun, wo sie sind und wie sie sich bewegen. Diese Informationen vergleichen wir mit unserem Modell und wissen, ob der Benutzer geht, ob er eine Treppe steigen oder beispielsweise aufstehen will", so Dr. Joost Geeroms Maschinenbau-Ingenieur an der Vrije-Universiteit Brüssel.

Diese Technologien gehen weit über die Unterstützung von Amputierten hinaus, wie diese Arm-Orthese zeigt, oder diese bionische Hand, die es zum Beispiel Querschnittsgelähmten ermöglichen würde, Objekte zu greifen. Nicola Vitiello:

"Man weiß, dass man Basistechnologien entwickelt, die auch in anderen Bereichen eingesetzt werden können, bei anderen Patienten im Gesundheitswesen oder in der Industrie, um Arbeitern zu helfen, sich vor übermäßiger Müdigkeit zu schützen, oder weitere Anwendungen im Verbrauchermarkt. Vielleicht kommen auch junge, kluge Köpfe mit innovativen Ideen, die wir in den nächsten Jahren erforschen können."

In Florenz geht die Testphase weiter. Bestätigen sich die guten Ergebnisse, kommen die beiden Roboter in den kommenden Jahren auf den Markt.