MIT baut aufblasbare Hand für Amputierte

Druckluft wird gezielt hineingepresst - Sensoren an den Fingerspitzen geben taktiles Feedback

Griff um ein Erdbeertörtchen: Forscher bauen neue Prothese (Foto: mit.edu)

Cambridge/Schanghai (pte025/17.08.2021/12:30)

Menschen, die ihre Hand durch einen Unfall oder eine Krankheit verloren haben, können künftig mit Prothesen ausgestattet werden, die mehr Funktionen haben als bisher eingesetzte und zudem noch weitaus billiger sind. Sie wird gesteuert von den elektrischen Signalen, die im Armstumpf enden. Es gibt sogar eine Rückmeldung. Sensoren an den Fingerspitzen melden über das körpereigene Nervensystem dem Gehirn, welchen Druck sie gerade ausüben – der Armamputierte hat so den Eindruck, er könne tatsächlich fühlen.

[b]Steuerung und Pumpe werden an der Hüfte getragen[/b]

Ingenieure des Massachusetts Institute of Technology https://www.mit.edu/ (MIT) in Cambridge/USA und der Shanghai Jiao Tong Universityhttps://en.sjtu.edu.cn/ haben die revolutionäre Prothese entwickelt. Die Finger sind Schläuche aus dem kommerziellen Elastomer EcoFlex mit mehreren Kammern, in denen sich knochenähnliche Verstärkungen befinden. Der Amputierte stellt sich vor, er würde beispielsweise ein Weinglas anfassen. Die elektrischen Signale werden aus dem Armstumpf in eine Steuereinheit geleitet, die an der Hüfte getragen wird. Hier wird sie in Befehle zur Bewegung der Finger umgesetzt. Eine pneumatische Einheit, die ebenfalls an der Hüfte sitzt, bewegt die Finger dann, indem sie Druckluft hineinpresst.

[b]Fünf gängige Griffe sind programmiert[/b]

Shaoting Li, der bei Xuanhe Zhao, Professor für Maschinenbau und Bau- und Umweltingenieurwesen am MIT promoviert hat, entwickelte ein Computermodell, das den für bestimmte Fingerstellungen benötigten Luftdruck berechnet. Fünf gängige Griffe sind so programmiert. Dazu gehören das Zusammendrücken von zwei oder drei Fingern und das Bilden einer Faust.

Während mechanische Prothesen, die elektrische Restsignale des menschlichen Körpers nutzen, um Finger mit Hilfe von kleinen Elektromotoren zu bewegen, schnell mal 10.000 Dollar kosten, soll die weiche Drucklufthand schon für 500 Dollar herzustellen sein.

[b]Besser als eine kommerzielle bionische Hand[/b]

Zwei Freiwillige testeten die Prothese. Nach einem 15-minütigen Training waren sie in der Lage, mit ihrer Vorstellungskraft verschiedene Übungen zu absolvieren. So mussten sie die runden Steine eines Damespiels aufstapeln, Buchseiten umblättern, mit einem Stift schreiben, Bälle packen und empfindliche Gegenstände wie Erdbeeren und Brotscheiben ergreifen. Die Forscher wiederholten die Tests mit einer steiferen, kommerziell erhältlichen bionischen Hand und stellten fest, dass die aufblasbare Prothese bei den meisten Aufgaben besser war.

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