Das Leben bereichern und die Selbstständigkeit zurückgewinnen – das sind zentrale Ziele der aktuellen Forschung an der Technischen Universität München (TUM). Ein aufregender neuer pneumatischer Handschuh steht nun im Mittelpunkt der Entwicklung, der Menschen mit Lähmungen dabei helfen soll, das Greifen wieder zu erlernen.

Das Soft-Hand-Exoskelett wurde am Lehrstuhl für kognitive Systeme der TUM entwickelt und richtet sich vor allem an Personen, die aufgrund von Unfällen oder Nervenerkrankungen unter Lähmungserscheinungen leiden. Durch die intelligente Nutzung elektrischer Signale aus der Unterarmmuskulatur wird die Greifabsicht der Nutzerin oder des Nutzers ermittelt und kann dann in Bewegungen umgesetzt werden. Der Handschuh besteht aus einem Stoffmaterial mit eingearbeiteten Luftkissen, die über insgesamt 13 Schläuche gezielt aufgepumpt werden können.

Das innovative Design und seine Funktionen

Diese Luftkissen unterstützen nicht nur das Halten von alltäglichen Gegenständen wie Tellern, Gläsern oder Besteck, sondern ermöglichen auch ein individuelles Krümmen und Strecken der Finger sowie das Drehen des Handgelenks. Die geschickte Konstruktion erlaubt eine sichere Handhabung der Objekte, da die Luft in den Kissen hilft, ein versehentliches Fallenlassen zu verhindern. Nicolas Berberich, ein Forscher an der TUM, hebt hervor, wie zuverlässig der geschlossene Griff des Exoskeletts während der Bewegung ist.

Ein zentrales Merkmal des Handschuhs sind die Sensoren, die am Unterarm angebracht werden, um die Muskelaktivität zu messen und Bewegungen präzise zu erfassen. Maschinelles Lernen wird dabei genutzt, um die gesammelten Signale zu analysieren und die Bewegungen entsprechend anzupassen. Das langfristige Ziel: Ein erschwingliches Exoskelett, das vielen Menschen zugänglich ist und ihnen das Greifen und damit das alltägliche Leben erleichtert.

Erweiterte Rehabilitationsmöglichkeiten

Ergänzend zu diesem innovativen Handschuh haben Forschende der TUM ein umfassendes System zur Rehabilitation nach Schlaganfällen entwickelt, das die Möglichkeiten der Extremsituationen, wie sie nach einem Schlaganfall auftreten können, neu definiert. Das System kombiniert funktionale Elektrostimulation (FES) mit einem Exoskelett, das den gesamten Arm bis zur Schulter unterstützt. Jüngste Tests mit 24 Schlaganfall-Betroffenen in der Schön Klinik Bad Aibling haben gezeigt, dass die FES gezielt Muskeln im Unterarm aktiviert, sodass grundlegende Bewegungen wie Greifen und Fangen wieder möglich werden.

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Ein besonders kreativer Aspekt dieses Systems ist die Integration eines Computerspiels, das den Schwierigkeitsgrad der Übungen dynamisch an die individuellen Fähigkeiten der Nutzerinnen und Nutzer anpasst. Durch digitale Zwillinge werden persönliche Voraussetzungen erfasst, sodass Algorithmen die Muskelaktivität und Stimulation kombinieren und intentionsgesteuerte Bewegungen unterstützen können. Das modulare System findet nicht nur Anwendung in der Klinik, sondern kann auch flexibel als Heimtrainer eingesetzt werden.

Die Fortschritte, die durch Projekte wie ReHyb erzielt werden, bieten flächendeckend Hoffnung nicht nur für die Betroffenen, sondern auch für die Rehabilitation insgesamt. So wurde in Verbindung mit einem motorunterstützten Handschuh (Exoglove) ein System entwickelt, das die Beweglichkeit der Finger erheblich erhöht. In Zeiten, in denen technologische Lösungen immer mehr in den Vordergrund rücken, bleibt das Ziel klar: Menschen dazu zu befähigen, ihr Leben selbstbestimmt zu gestalten.