Neuromuskuläres Interface steuert Handprothesen
Kommandos werden direkt im Gehirn der Betroffenen abgefangen
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Im Labor: Test des neuen Interfaces überzeugen (Foto: Lizhi Pan, ncsu.edu) |
Chapel Hill/Raleigh (pte003/24.05.2018/06:10) Forscher der North Carolina State University (NCSU) http://ncsu.edu und der University of North Carolina at Chapel Hill http://unc.edu haben eine neue Technologie entwickelt, um neuromuskuläre Signale zu übersetzen, die für die Steuerung von Handprothesen benötigt werden. Hierfür fangen sie die Bewegungskommandos quasi direkt im Gehirn der Betroffenen ab und speisen sie in ein spezielles virtuelles Computermodell ein, das Muskeln, Gelenke und Knochen naturgetreu nachbildet und letztendlich dann der Prothese befiehlt, bestimmte Aktionen durchzuführen. Mithilfe der innovativen Methode sollen künftig auch neue Steuerungs-Interfaces für nicht-beeinträchtige Personen möglich werden, hoffen die Forscher.
Kein mühsames Training mehr
"Gegenwärtig erhältliche Prothesen setzen für die Steuerung dem aktuellen Stand der Technik folgend auf maschinelles Lernen, um nach einer gewissen Zeit bestimmte Bewegungsmuster zu erkennen", zitiert "EurekAlert!" He Huang, Professorin am Deparment of Electrical and Computer Engineering der NCSU. Damit dieser Ansatz funktionieren kann, müssten Betroffene ihre künstlichen Gliedmaßen allerdings zuerst einem langen und mühsamen Training unterziehen. "Die Geräte müssen lernen, spezifische Muster der Muskelaktivität zu erkennen und diese dann in Kommandos umwandeln - etwa das Öffnen oder Schließen einer Handprothese", erklärt die Forscherin.
Die nun vorgestellte Methode sei hingegen "viel intuitiver" für die Nutzer - und dabei auch noch praktischer und verlässlicher. "Indem wir unser bisheriges Wissen zu den biologischen Prozessen, die hinter der Generierung von Bewegungen stehen, in unsere Technologie miteinfließen lassen, ist es uns gelungen, ein neuartiges neurales Interface zu bauen, das von verschiedenen Menschen ohne individuelles Training benutzt werden kann", betont Huang. Dieses sei von der Anwendung her nicht allein auf Prothesen beschränkt. "Das könnte man genauso gut auch verwenden, um bessere Steuergeräte für Menschen zu kreieren, die nicht beeinträchtigt sind", so die Expertin.
Tests "sehr vielversprechend"
Aktuell befindet sich die Technologie, die Huang und ihr Team in North Carolina entwickeln, allerdings noch in einer frühen Testphase. "Wir haben noch nicht mit klinischen Studien begonnen. Das heißt, es wird noch einige Jahre bis zur kommerziellen Verfügbarkeit dauern", räumt sie ein. Die Testläufe, die damit bereits stattgefunden haben, seien aber gut verlaufen. "Sowohl nicht-beeinträchtige Personen als auch Patienten mit amputierten Händen konnten unser Interface sehr gut nutzen, um alle erforderlichen Hand- und Handgelenksbewegungen durchzuführen - und das ohne jegliches Training", schildert Huang, die nun nach neuen Freiwilligen sucht, die im Alltag auf Prothesen angewiesen sind.
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