Augenbewegung steuert künftige Handprothesen
Kombi aus Bildverarbeitung, Nervensignalen und Beschleunigungssensoren für mehr Funktionalität
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Das alles müssen Prothesen künftig können (Foto: snf.ch, Henning Müller) |
Genf (pte023/12.02.2020/12:30) Forscher der Universität Genf http://unige.ch arbeiten an einer neuen Hightech-Prothese mit Eye-Tracking-Technologie. Sie zeichnet Blickbewegungen des Trägern über eine Kamera auf und verbessert durch die Kombination aus Bildverarbeitung, natürlichen Nervensignalen und Beschleunigungssensoren die Funktionalität erheblich. Die Entwicklung hat die Swiss National Science Foundation finanziert.
Künstliche Hand automatisiert
"Unsere Augen machen ständig kleine Bewegungen, genannt Sakkaden. Aber wenn man ein Objekt ergreifen möchte, fixieren unsere Augen es für ein paar Millisekunden", so Forschungsleiter Henning Müller. In der Konsequenz könne man diese Information nutzen, um die künstliche Hand Richtung Objekt zu bewegen und ihr mitzuteilen, welche Bewegungen sie machen müsse, um es zu ergreifen. Während die natürliche Hand Antwortsignale sendet, wie "Objekt fest umschlossen", kann eine normale Prothese das nicht.
Diesen Mangel soll das Eye Tracking beheben. Die künstliche Hand wird somit gewissermaßen automatisiert. Um die jeweils richtigen Bewegungen zu erzeugen, hat Müller die Bewegungen von 45 Probanden studiert, von denen 15 handamputiert waren. An deren Unterarmen befestigte der Informatiker jeweils zwölf Elektroden. Dazu kamen Beschleunigungssensoren am Arm und am Kopf. Eine Kamera zeichnete die Augenbewegungen auf, während die Testpersonen zehn Versuche unternahmen, unterschiedliche Objekte zu ergreifen und zu bewegen.
Mehr Unabhängigkeit für Behinderte
Die Daten hat Müller gemeinsam mit Forschern des Instituts für Physiotherapie der Fachhochschule Westschweiz http://bit.ly/3bw13BQ ausgewertet. Die Experten erstellten Computermodelle der Bewegungen. Sie basierten auf den Informationen, die die Elektroden an den Unterarmen sammelten, den Augenbewegungen und den Bewegungen von Armen und Köpfen. Damit lassen sich Prothesen einer neuen Generation ausstatten. "Auf diese Weise können wir die Funktionalität der Prothesen verbessern und den Behinderten mehr Komfort und Unabhängigkeit verschaffen", sagt Müller.
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