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Exoskelett lässt Amputierte mühelos gehen

Neuentwicklung von Forschern der University of Utah gibt Betroffenen fehlende Kraft zurück


Lenzi (links) hilft beim Anlegen des Exoskeletts (Foto: Dan Hixson, utah.edu)
Lenzi (links) hilft beim Anlegen des Exoskeletts (Foto: Dan Hixson, utah.edu)

Salt Lake City (pte003/13.10.2021/06:10) - Forscher um Tommaso Lenzi vom Bionic Engineering Lab http://belab.mech.utah.edu der University of Utah http://utah.edu haben ein neues experimentelles Exoskelett für Amputierte entwickelt. 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.

Halbes Dutzend testet

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. Ein halbes Dutzend Behinderte testet das Gerät derzeit.

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.

2,5 Kilogramm schwer

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. Es beschränkte sich darauf, gerade so viel Kraft zur Verfügung zu stellen, wie der Behinderte tatsächlich benötigt. Er vergleicht es mit einem E-Fahrrad, dessen Motor den Fahrer beim Treten unterstützt, nicht jedoch die ganze Arbeit übernimmt.

Eine Amputation oberhalb des Knies reduziert die Mobilität und Lebensqualität von Millionen von Menschen, weil ein Großteil der Beinmuskeln während der OP entfernt wird. "Die Folge davon ist, dass das Gehen schwerfällt, obwohl sich der Betroffene in den Hüften noch bewegen kann", erklärt Lenzi. Es fehle vor allem an Kraft.

(Ende)
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