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Festo

ExoHand – Softrobotik mit Nebenwirkung

| Redakteur: Peter Reinhardt

Zusammen mit einem Brain Computer Interface unterstützt die servopneumatische „ExoHand“ Schlaganfall-Patienten mit Lähmungserscheinungen bei der Rehabilitation
Zusammen mit einem Brain Computer Interface unterstützt die servopneumatische „ExoHand“ Schlaganfall-Patienten mit Lähmungserscheinungen bei der Rehabilitation (Bild: Festo)

Hauptzielsetzung von Festo als Anbieter von Automatisierungstechnik war die Entwicklung einer Lösung für die Mensch-Technik-Kooperation in der Industrie. Doch während der Entwicklung wurde klar: In Verbindung mit einem Brain-Computer-Interface beschleunigt das Assistenzsystem „ExoHand“ quasi als Nebenwirkung die Rehabilitation von Schlaganfallpatienten.

Die „ExoHand“ ist ein an die menschliche Hand individuell angepasstes Softrobotik-Exoskelett, mit dem Finger aktiv bewegt, die Kraft in den Fingern verstärkt und Bewegungen der Hand aufgenommen sowie in Echtzeit auf Roboterhände übertragen werden können. Als äußere Stütze für die menschliche Hand bildet das Exoskelett dabei die physiologischen Freiheitsgrade der Hand nach.

Pneumatik bildet die Hand des Menschen nach

Acht pneumatische Aktoren bewegen das Exoskelett. Kräfte, Winkel und Strecken werden mittels Sensoren aufgenommen. Servopneumatische Steuerungs- und Regelungsalgorithmen erlauben das präzise Bewegen der einzelnen Fingerglieder. Die „ExoHand“ unterstützt somit die vielfältigen Möglichkeiten des Greifens und Tastens einer menschlichen Hand.

Die pneumatischen Komponenten ermöglichen eine besonders nachgiebige und ergonomische Ansteuerung der einzelnen Fingerglieder. Auf kleinem Raum können so bei geringem Gewicht große Kräfte gezielt übertragen werden, ohne dass das System starr und einschränkend wird. In der Mensch-Maschine-Interaktion ist diese Nachgiebigkeit von besonders hoher Bedeutung, da so das Verletzungsrisiko minimiert werden kann.

Aktive Orthese fördert die Rehabilitation

In der Rehabilitation kann die „ExoHand“ als aktive Handorthese eingesetzt werden. Schlaganfall-Patienten bietet die „ExoHand“ zusammen mit einem Brain Computer Interface die Möglichkeit einer geschlossenen Feedbackschleife. Die aktive Handorthese kann somit helfen, die fehlende Verbindung von Gehirn zur Hand wieder zu erneuern.

Dabei wird mit einem am Kopf gemessenen Elektroenzephalografie-Signal (EEG) der Wunsch des Patienten erkannt, die Hand zu öffnen oder zu schließen. Die aktive Handorthese führt die Bewegung aus. So entsteht ein Trainingseffekt, der im Laufe der Zeit dazu führt, dass Patienten ihre Hand auch wieder ohne technische Unterstützung bewegen können.

Anders als bei einer passiven Handorthese, bei der die Finger der verkrümmten Hand eines Schlaganfall-Patienten nur mit einer Feder aufgezogen würden, bewegen bei der ExoHand die Pneumatikzylinder aktiv die Finger der Patienten. Festo kooperiert in diesem Bereich mit dem Centre for Integrative Neuroscience der Universitätsklinik Tübingen.

Festo AG & Co. KG

D-73726 Esslingen

www.festo.com

Halle A2, Stand 311

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