Studenten der TU Berlin bauen ein Exoskelett, um querschnittgelähmten Menschen das Gehen zu ermöglichen. Für den Cybathlon im Oktober 2024 wird dafür ein paraplegischer Pilot gesucht.
In aufeinander aufbauenden Arbeitspaketen wie Konzeption, Entwicklung, Produktion und Erprobung bauen Studenten unterschiedlichster Fachrichtungen, wie Elektrotechnik, Maschinenbau, Informatik, Biomedizinische Technik, Human Faktors und Wirtschaftsingenieurwesen seit drei Semestern ein konkurrenzfähiges Exoskelett, ein tragbares Gerät, ähnlich einer angetriebenen medizinischen Schiene, das um den Unterleib geschnallt wird.
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„Uns fasziniert die Möglichkeit, das Leben von Menschen mit Beeinträchtigung zu bereichern und die Grenzen des Machbaren im Bereich der Exoskelette für Paraplegiker zu verschieben“, sagt Projektleiter Lukas Schneidewind, der das Projekt 2022 ins Leben gerufen hat.
Gleichgewichtsregelung als heiliger Gral
Eine besondere Herausforderung ist laut Schneidewind die Gleichgewichtsregelung, der „heilige Gral in der Exoskelettentwicklung und Robotik“. „Im Exoskelett muss für die Balance jede Bewegung in einem eigenen Modell abgebildet werden, um den Nutzern einen robusten Vorgang zu ermöglichen“, so der Forscher. Hierfür arbeitet das Team mit den allerneuesten Forschungsergebnissen und es hat sich im Fachgebiet sogar eine eigene Projektwerkstatt als studentisches Lehrformat für diese Thematik entwickelt.
Hybrider Kniemotor mit Sprungfeder
Um das Gewicht und den Schwerpunkt des Exoskeletts niedrig zu halten, experimentiert das RISE Team mit einem hybriden Kniemotor mit Sprungfeder, um eine hohe Leistungsdichte zu erhalten und die Energie in der Bewegung zu speichern und nutzbar zu machen. Das spart Energie. Federelemente sollen auch bei den Fußgelenken eingesetzt werden. Da ein Roboter aus praktischen Gründen über weniger angetriebene Gelenke im Fuß verfügt, ist das natürliche Abrollen nicht so geschmeidig möglich. Zusätzlich werden sehr hohe Kräfte und Geschwindigkeiten nötig, weil der Fuß sonst über den Boden schleifen würde. Dies begründet auch den klassisch robotischen Gang, wo die Füße unnatürlich hochgehoben werden müssen, um die fehlende Leistung zu kompensieren.
Pilot für Cybathlon gesucht
Die Anforderungen: Rückenmarksverletzung mit Querschnittlähmung (AIS A oder B = keine motorische Funktion der UEX erhalten), mindestens 18 Jahre alt, vollständige Einwilligungs-/Kommunikationsfähigkeit, gesunde Knochendichte, keine oder seit einem halben Jahr stabile/komplikationsfreie Implantate, ausreichende Rumpf- und Armkraft/-kontrolle, laufende Therapie/Training, Zeit und Motivation, 1,60 bis 1,90 m groß und bis maximal 90 Kilo schwer, Pilot kann mithilfe eines Hilfsmittels stehen
Ausschlusskriterien sind: schwere neurologische Verletzungen mit Ausnahme von Rückenmarksverletzungen in der Anamnese, schwere Begleiterkrankungen: Infektionen, Durchblutungsstörungen, Herz- oder Lungenerkrankungen, Druckgeschwüre, schwere Spastizität (Modified Ashworth 4), instabile Wirbelsäule oder nicht verheilte Frakturen einer Gliedmaße oder des Beckens, signifikante Kontrakturen, psychiatrische oder kognitive Störungen, die eine ordnungsgemäße Bedienung des Geräts beeinträchtigen könnten und Schwangerschaft
