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Roboter helfen heilen

Korea und Deutschland optimieren Rehabilitations-Robotik

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Institut für Textiltechnik der RWTH Aachen
RWTH Aachen Lehrstuhl für Textilmaschinenbau und Institut für Textiltechnik (ITA
Maxon Motor GmbH
JUNG Hebe- und Transporttechnik GmbH
Renishaw GmbH

Probleme durch mangelnde Leistung von Sensorsystemen

Eine wesentliche Einschränkung im Bereich der Exoskelette und der Robotik für Rehabilitationsanwendungen ist jedoch die mangelnde Leistungsfähigkeit der heute verfügbaren Sensorsysteme, im Zusammenhang mit der Bedienung der Geräte, durch den eigentlichen Nutzer respektive Patienten. Gegenwärtig werden die etablierten Rehabilitationssysteme von einem Therapeuten oder Bediener kontrolliert. Das schränkt jedoch die Kontrolle des Patienten über die eigene Bewegung ein. Auch sind die existierenden Steuerungen eher simpel und zu langsam, so dass sie der Komplexität des menschlichen Bewegungsapparates und den Muskelaktivitäten nicht gerecht werden. Das verringert das Vertrauen des Patienten in die doch zukunftsweisende Technologie. Um dieses Vertrauen in die Technologie zu erhöhen, Arbeiten deutsche und koreanische Experten nun an einem innovativen Ansatz.

Mit Cloud und neuen Sensoren schneller zum Reha-Ziel

In Deutschland wird die textilbasierte, anpassbare Sensorik und das damit verbundene Produktionsverfahren entwickelt. Auf koreanischer Seite, die Sensoren in neuartige, intuitiv steuerbare Rehabilitationsgeräte und Exoskelette der nächsten Generation zu integrieren. Das System wird außerdem in eine Cloud-Lösung eingebettet, um die Patientendaten und den Therapiefortschritt zu überwachen. So kann beispielsweise bei Rehabilitationsanwendungen die zum Anheben des Knies erforderliche Kraftdifferenz gemessen und während der Therapie die Stützkraft geregelt werden (siehe Bild unten). Die neue Technologieplattform ist skalierbar und wird in Zukunft auch die Basis für die Steuerung komplexerer Exoskelette bilden.

So sieht das Kräfteverhältnis bei der kraftgeregelten Rehabilitation aus.(Bild: ITA)
So sieht das Kräfteverhältnis bei der kraftgeregelten Rehabilitation aus.
(Bild: ITA)

Das Projekt „ExoSense“ wird im Rahmen der 7. Deutsch-Koreanischen Ausschreibung für gemeinsame Forschungs- und Entwicklungsprojekte mittelständischer Unternehmen durch das Förderprogramm „Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand“ des BMWi gefördert. Das nachstehende Konsortium aus Industrieunternehmen und Forschungsinstitutionen bedankt sich beim Förderträger für diese Möglichkeit. Das sind die beteiligten Forschungspartner im Einzelnen:

  • Hexar Humancare CO., LTD, Ansan, Korea;
  • Hanyang University Hospital, Ansan;
  • Institut für Textiltechnik (ITA) der RWTH Aachen University, Aachen;
  • Maxon Motor Manufacturing Co. Ltd, Seoul, Korea
  • Docs in Clouds Telecare GmbH, Aachen;
  • Incoretex GmbH, Aachen.

Literaturverzeichnis:

  • [Rud19] Bevölkerung in Deutschland nach Altersgruppen bis 2060, Veröffentlicht von J. Rudnicka, 2019, Statistisches Bundesamt 2019;
  • [Vog16] Vogler Ludwig, K.; Düll, N.; Kriechel, B.: Arbeitsmarkt 2030 - Wirtschaft und Arbeitsmarkt im digitalen Zeitalter, Prognose 2016, im Auftrag des Bundesministeriums für Arbeit und Soziales;
  • [SZL17] R. Soltani Zarrin, A. Zeiaee, R. Langari, R. Tafreshi: Challenges and Opportunities in Exoskeleton-based Rehabilitation, Cornell University, Dec. 2017;
  • [GD18] R. Gassert, V. Dietz: Rehabilitation robots for the treatment of sensorimotor deficits: a neurophysiological perspective; Journal of Neuroengineering and Rehabilitation (2018) https://doi.org/10.1186/s12984-018-0383-x.

(ID:47552538)

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